Почему графитовый носитель с покрытием SiC так важен сегодня

 

Люси Чжан (продажи) @ Semicera Semiconductor Technology Co., Ltd.

---

Полупроводниковая промышленность делает ставку на точность и долговечность, что делает графитовый носитель с силиконовым покрытием важным компонентом современного производства. Эти носители превосходны в высокопроизводительных средах благодаря своей исключительной термической стабильности и химической стойкости. Их способность противостоять экстремальным температурам и агрессивным условиям обеспечивает стабильную производительность во время таких важных процессов, как обработка пластин и выращивание тонких пленок. Кроме того, их передовая технология нанесения покрытия увеличивает срок службы, сокращая потребности в техническом обслуживании и эксплуатационные расходы. Поскольку спрос на высококачественные полупроводники растет, эти носители играют ключевую роль в обеспечении соответствия строгим отраслевым стандартам.

 

Болевые точки и ограничения носителей из чистого графита 

Графит склонен к окислению в высокотемпературных средах, особенно в богатых кислородом или агрессивных средах, что приводит к постепенной деградации материала и сокращению срока службы. Его относительно пористая поверхность с микропористыми структурами облегчает адсорбцию примесей или высвобождение частиц, что создает риск загрязнения и отрицательно влияет на выход пластин. Чистый графит обладает ограниченной механической прочностью и может деформироваться или растрескиваться при длительном термоциклировании или в условиях высоких напряжений.

Кроме того, графит демонстрирует плохую устойчивость к некоторым технологическим газам (таким как хлор и фтор), что делает его восприимчивым к химическим реакциям.

В этом случае Графитовый носитель с покрытием SiC важно, потому что оно может удовлетворить эти потребности.

Ключевые характеристики покрытия SiC

Устойчивость к окислению

Он остается стабильным при температуре до 1600 ℃ в среде с кислородом и окисляется гораздо медленнее, чем чистый графит. При высоких температурах он не теряет в весе и не дает усадку из-за окисления или структурных изменений, что значительно продлевает срок службы.

Износостойкость

SiC имеет высокую твердость ВВ 2800–3300. Его поверхность плотная и гладкая, как зеркало, что полностью предотвращает падение пыли с графита, предотвращает загрязнение частицами и значительно повышает выход эпитаксиальных пластин.

Коррозионная стойкость

В условиях высокотемпературной эпитаксии он может стабильно противостоять агрессивным газам, таким как источники NH₃, HCl и MO (например, TMGa, TMAl). Он химически стабилен, не подвержен реакциям, растворению или коррозии.

Низкая плотность

Покрытие SiC, полученное методом CVD, является плотным и непрерывным, без видимых пор и отверстий. Он полностью покрывает и герметизирует графитовую подложку, предотвращает просачивание технологических газов и распространение примесей, а также принципиально предотвращает загрязнение пластины.

Высокая термостойкость

Он может стабильно работать в течение длительного времени при 1600℃ (в средах с кислородом) и выше 1800℃ (в среде инертных газов). При высоких температурах он не размягчается, не разлагается и не меняет свою структуру.

Теплопроводность

SiC имеет теплопроводность 120–150 Вт/(м·К). Он может передавать тепло быстро и равномерно, обеспечивая равномерную температуру на поверхности пластины. 

Графитовый носитель с покрытием SiC от Semicera

Устойчивость к высоким температурам: нормальное использование при 1600 ℃
Высокая теплопроводность: эквивалентна графитовому материалу.
Высокая твердость: твердость уступает только алмазу.
Коррозионная стойкость: сильная кислота и щелочь не подвержены коррозии, коррозионная стойкость лучше, чем у карбида вольфрама и оксида алюминия.
Отсутствие деформации: низкий коэффициент теплового расширения.
Устойчивость к термическому удару: он может выдерживать резкие изменения температуры, противостоять тепловому удару и имеет стабильную производительность.
Носители из карбида кремния, такие как носитель для травления, токоприемник для травления ICP, широко используются в полупроводниковых процессах CVD, вакуумном напылении и т. д.     

   

Мы можем предоставить клиентам индивидуальные вафельные носители материалов из кремния и карбида кремния для различных применений.   

Сравнение с альтернативами

Свойство	Графитовый носитель с покрытием SiC	Чистый графит	Карбид кремния высокой чистоты (керамика)	Кварц (SiO₂)
Структура	Плотное покрытие SiC + графитовая подложка	Слоистая углеродная структура	Полностью плотная керамика	Аморфное стекло
Максимальная температура (воздух)	1500–1600 °С	400–500 °С (окисляется)	1600–1700 °С	1000–1200 °С
Максимальная температура (инертная среда/вакуум)	>2000 °С	>2000 °С	>2000 °С	~1200 °С
Устойчивость к окислению	Отлично (защитный слой SiO₂)	Бедный	Отличный	Умеренный
Твердость (по Виккерсу)	2000–3000 ВН	10–20 ВН	2500–3000 ВН	500–600 ВН
Теплопроводность	100–200 Вт/м·К	100–200 Вт/м·К	120–200 Вт/м·К	1–2 Вт/м·К
Устойчивость к тепловому удару	Отличный	Отличный	Умеренный	Бедный
Химическая стойкость	Большой (устойчив к Cl₂, HCl, NH₃)	Умеренный	Отличный	Хорошо (кроме ВЧ)
Генерация частиц	Очень низкий	Высокая (пыление)	Низкий	Умеренный
Механическая прочность	Высокая (совокупная выгода)	Средний–низкий	Очень высокий (но хрупкий)	Низкий

Графитовые носители с покрытием SiC обеспечивают наилучшие общие характеристики по сравнению с альтернативами, поскольку они сочетают в себе высокую твердость, термическую стабильность и химическую инертность карбида кремния (SiC) с превосходной теплопроводностью и термостойкостью графита.

The Покрытие SiC (2000–3000 HV) защищает от износа, окисления и агрессивных газов, обеспечивая стабильную работу на воздухе до 1500–1600 °С, а графитовая подложка (~100–200 Вт/м·К) обеспечивает эффективное распределение тепла и структурную устойчивость. Напротив, чистый графит быстро окисляется при температуре выше ~400–500 °C, объемная керамика SiC хрупкая, несмотря на аналогичную твердость, а кварц страдает от низкой теплопроводности (~1–2 Вт/м·К) и ограниченной термостойкости.

В результате графит с покрытием SiC обеспечивает превосходную долговечность, чистоту и стабильность процесса в таких сложных условиях, как химическое осаждение из паровой фазы.

Современный рынок

Графитовые подложки с покрытием SiC представляют собой композиционные материалы, образованные путем нанесения плотной пленки SiC на поверхность графитовой матрицы, сочетающей высокую теплопроводность графита с устойчивостью SiC к высоким температурам, стойкостью к окислению и коррозии. В полупроводниковой промышленности эти материалы широко используются в качестве пластин и кронштейнов в оборудовании CVD и MOCVD, сохраняя структурную стабильность и предотвращая загрязнение в высокотемпературных и реакционных условиях. Они также служат важными подложками и структурными компонентами в фотоэлектрических устройствах, светодиодах и высокотемпературных промышленных приложениях. Их комплексные характеристики делают их идеальным материалом для высокочистых и высокотемпературных процессов, где производительность и экономическая эффективность имеют первостепенное значение.

 

Выберите Семицеру

Semicera является ведущим поставщиком современной полупроводниковой керамики и единственным производителем в Китае, который может одновременно поставлять керамику из карбида кремния высокой чистоты (особенно рекристаллизованный SiC) и покрытие CVD SiC. Кроме того, Семицера также занимается керамическим производством, таким как оксид алюминия, нитрид алюминия, цирконий, нитрид кремния и т. д.

основная продукция, в том числе: травильный диск из карбида кремния, буксир для лодок из карбида кремния, Суссептор-носитель графитовой пластины высокой чистоты с покрытием из карбида кремния, Лодочка из карбида кремния (фотоэлектрические и полупроводниковые), печная труба из карбида кремния, консольная лопасть из карбида кремния, патроны из карбида кремния, балка из карбида кремния, а также покрытие CVD SiC и покрытие TaC. Продукция, в основном используемая в полупроводниковой и фотоэлектрической промышленности, такая как оборудование для выращивания кристаллов, эпитаксии, травления, упаковки, нанесения покрытий и диффузионных печей и т. д.

Кроме того, придерживаясь принципа предоставления оптимальных услуг клиентам, Semicera также предоставляет индивидуальные решения, адаптированные к клиентам.’ уникальные и особые требования.