Comparando RBSiC, SSiC, RSiC e CVD SiC para aplicações de semicondutores

Escrito por Lucy @ Semicera.

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Quando as pessoas ouvem Carboneto de Silício (SiC) , muitas vezes assumem que se trata de um único material com as mesmas propriedades. Na realidade, esse não é o caso.

O carboneto de silício está disponível em vários graus diferentes, cada um fabricado usando um processo exclusivo. Esses métodos de fabricação determinam a densidade, pureza, resistência mecânica, desempenho térmico, resistência à corrosão e, finalmente, sua aplicação.

Alguns materiais de SiC são ideais para a fabricação de grandes componentes estruturais, enquanto outros são projetados especificamente para ambientes químicos agressivos ou equipamentos semicondutores avançados, onde até mesmo partículas microscópicas ou vestígios de impurezas metálicas podem afetar o rendimento do wafer.

Por esta razão, escolher o tipo correto de SiC é tão importante quanto selecionar o design correto do equipamento.

1. Carboneto de silício ligado por reação (RBSiC)

Pense em Carboneto de silício ligado por reação (RBSiC) como o “artista versátil” da família SiC.

É fabricado infiltrando silício fundido em uma pré-forma de carbono porosa. O silício fundido reage com o carbono para formar carboneto de silício enquanto preenche os poros restantes. Como esse processo é relativamente simples e requer temperaturas de processamento mais baixas do que materiais totalmente sinterizados, o RBSiC oferece um excelente equilíbrio entre desempenho e custo.

Sua combinação de alta rigidez, baixo peso, boa condutividade térmica e capacidade de fabricar geometrias grandes e complexas a torna uma das cerâmicas de engenharia mais utilizadas.

As aplicações típicas incluem:

• Mandris a vácuo
• Componentes de manuseio de wafer
• Braços mecânicos
• Suportes estruturais
• Trocadores de calorComponentes de fornos industriais
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Para clientes que buscam soluções econômicas para grandes semicondutores ou peças cerâmicas industriais, o RBSiC costuma ser a escolha preferida.

2. Carboneto de silício sinterizado sem pressão (SSiC)

Carboneto de silício sinterizado sem pressão (SSiC) é produzido pela sinterização de pó ultrafino de carboneto de silício a temperaturas superiores a 2.000°C sem aplicação de pressão externa.

Ao contrário do RBSiC, o SSiC contém pouco ou nenhum silício livre , resultando em resistência à corrosão significativamente melhorada, maior dureza, melhor resistência ao desgaste e maior resistência mecânica.

Estas características tornam o SSiC particularmente adequado para ambientes exigentes que envolvem:

• Ácidos e álcalis fortes
• Partículas abrasivas
• Fluidos de alta pressão
• Desgaste mecânico contínuo

Aplicações comuns incluem:

• Selos mecânicos
• Componentes da bomba
• Peças de válvula
• Rolamentos
• Componentes de processo de semicondutores
• Equipamento de processamento químico

Sua excelente estabilidade química também o torna um material confiável para muitos processos de semicondutores úmidos.

3. Carboneto de Silício Recristalizado (RSiC)

Ao contrário dos materiais densos de SiC, Carboneto de Silício Recristalizado (RSiC) tem uma microestrutura porosa controlada.

Embora sua resistência mecânica seja inferior à do SSiC, a estrutura cristalina interconectada oferece excepcional resistência ao choque térmico. Isso permite que os componentes resistam a ciclos rápidos e repetidos de aquecimento e resfriamento com risco mínimo de rachaduras ou deformações.

Devido à sua excelente estabilidade em altas temperaturas, o RSiC é amplamente utilizado em equipamentos de processamento térmico.

As aplicações típicas incluem:

• Barcos de wafer
• Suportes para barco
• Móveis de forno
• Vigas do forno
• Dispositivos elétricos de alta temperatura
• Equipamento de tratamento térmico

Para aplicações que envolvem ciclos térmicos repetidos, o RSiC geralmente oferece a vida útil mais longa.

4. Deposição Química de Vapor de Carboneto de Silício (CVD SiC)

Entre todos os materiais de SiC, Deposição Química de Vapor de Carboneto de Silício (CVD SiC) oferece a mais alta pureza e o desempenho mais avançado.

Em vez de usar sinterização em pó, o CVD SiC é formado pela deposição de carboneto de silício a partir de precursores gasosos em um substrato, aumentando o material camada por camada. Este processo produz uma estrutura ultradensa e de alta pureza, com porosidade extremamente baixa e excelente estabilidade dimensional.

Suas principais vantagens incluem:

• Pureza ultra-alta
• Geração de partículas extremamente baixa
• Contaminação metálica muito baixa
• Excelente resistência ao plasma
• Excelente condutividade térmica
• Precisão dimensional superior

Essas características fazem do CVD SiC um dos materiais mais importantes utilizados na fabricação avançada de semicondutores.

As aplicações típicas incluem:

• Susceptores
• Anéis de foco
• Forros de câmara
• Chuveiros
• Portadores de wafer
• Anéis de borda
• Componentes do mandril eletrostático

À medida que a tecnologia de semicondutores continua avançando em direção a nós de processo menores, o CVD SiC tornou-se cada vez mais importante para melhorar o rendimento, a estabilidade do processo e a confiabilidade do equipamento.

Como Semicera atende às suas necessidades de SiC

No Semícera , entendemos que nenhum material de SiC se adapta a todas as aplicações.

Com base na opinião de cada cliente ambiente de trabalho, condições do processo, requisitos de pureza, desempenho mecânico e orçamento , nossa equipe de engenharia recomenda o tipo de SiC mais adequado para alcançar o melhor equilíbrio entre desempenho e custo.

Nosso portfólio de produtos abrange vários materiais de SiC, incluindo RBSiC, SSiC, RSiC e CVD SiC , atendendo aplicações na fabricação de semicondutores, energia fotovoltaica, LED, fornos industriais e equipamentos de precisão.

Além dos componentes padrão, Semicera fornece serviços personalizados de design e fabricação , incluindo peças cerâmicas de precisão, componentes de grafite revestidos com SiC e soluções avançadas de revestimento CVD adaptadas às especificações do cliente.

Se sua prioridade é alta pureza, estabilidade térmica excepcional, resistência à corrosão ou grandes componentes estruturais econômicos , Semicera está comprometida em fornecer soluções de materiais confiáveis ​​que apoiam o desempenho do equipamento a longo prazo e a eficiência de fabricação.