Aktualności

Materiał epitaxii węgla krzemu

Krzem krzemowy, o wzorze chemicznym, jest złożonym materiałem półprzewodnikowym utworzonym przez silne wiązania kowalencyjne między elementami krzemu (SI) i węgla (C). Dzięki doskonałym właściwościom fizycznym i chemicznym odgrywa coraz ważniejszą rolę w wielu dziedzinach przemysłowych, szczególnie w wymagającym procesie produkcji półprzewodników.


. Podstawowe właściwości fizyczne węgliku krzemu (SIC)


Zrozumienie fizycznych właściwości SIC jest podstawą do zrozumienia jego wartości aplikacji:


1) Wysoka twardość:


Twardość SIC MOHS wynosi około 9-9,5, co drugie tylko Diamond. Oznacza to, że ma doskonały odporność na zużycie i zarysowania.

Wartość zastosowania: W przetwarzaniu półprzewodnikowym oznacza to, że części wykonane z SIC (takie jak ramiona robotyczne, chucks, szlifowanie płyt) mają dłuższą żywotność, zmniejszają wytwarzanie cząstek spowodowane zużyciem, a tym samym poprawia czystość i stabilność procesu.


2) Doskonałe właściwości termiczne:


● Wysoka przewodność cieplna: 

Przewodnictwo cieplne SIC jest znacznie wyższe niż w tradycyjnych materiałach krzemowych i wielu metali (do 300–490 W/(M⋅K) w temperaturze pokojowej, w zależności od jego kryształowej postaci i czystości).

Wartość aplikacji: może szybko i skutecznie rozpraszać ciepło. Ma to kluczowe znaczenie dla rozpraszania ciepła urządzeń półprzewodników o dużej mocy, które mogą uniemożliwić przegrzanie i awarie urządzenia oraz poprawić niezawodność i wydajność urządzenia. W procesach, takich jak grzejniki lub płytki chłodzące, wysoka przewodność cieplna zapewnia jednorodność temperatury i szybką reakcję.


● Niski współczynnik rozszerzalności cieplnej: SIC ma niewielką zmianę wymiarową w szerokim zakresie temperatur.

Wartość zastosowania: W procesach półprzewodnikowych, które doświadczają drastycznych zmian temperatury (takich jak szybkie wyżarzanie termiczne), części SIC mogą utrzymać swój kształt i dokładność wymiarów, zmniejszyć naprężenie i deformacje spowodowane niedopasowaniem termicznym oraz zapewnić dokładność przetwarzania i wydajność urządzenia.


● Doskonała stabilność termiczna: SIC może utrzymać stabilność struktury i wydajności w wysokich temperaturach i może wytrzymać temperatury do 1600 ∘C lub nawet wyższe w obojętnej atmosferze.

Wartość zastosowania: Nadaje się do środowisk procesowych o wysokiej temperaturze, takich jak wzrost epitaxialny, utlenianie, dyfuzja itp., I nie jest łatwe do rozkładu lub reakcji z innymi substancjami.


● Dobra odporność na wstrząsy termiczne: w stanie wytrzymać szybkie zmiany temperatury bez pękania lub uszkodzenia.

Wartość aplikacji: Składniki SIC są bardziej trwałe w etapach procesu, które wymagają szybkiego wzrostu temperatury i spadku.


3) Najwyższe właściwości elektryczne (szczególnie w przypadku urządzeń półprzewodników):


● Szerokie bandgap: Bandgap SIC jest około trzykrotnie większy niż krzem (SI) (na przykład 4H-SIC wynosi około 3,26EV, a SI to około 1,12EV).


Wartość aplikacji:

Wysoka temperatura robocza: szeroka gapa prądu powoduje, że wewnętrzne stężenie nośnika urządzeń SIC nadal jest bardzo niskie w wysokich temperaturach, dzięki czemu może działać w temperaturach znacznie wyższych niż urządzenia krzemu (do 300∘c lub więcej).


Pole elektryczne o wysokim podziale: Wytrzymałość pola elektrycznego SIC jest prawie 10 razy większa niż krzem. Oznacza to, że przy tym samym poziomie odporności na napięcie urządzenia SIC mogą być cieńsze, a odporność na region dryfu jest mniejszy, zmniejszając w ten sposób straty przewodzenia.


Silna odporność na promieniowanie: szerokie bandgap sprawia, że ​​ma lepszą odporność na promieniowanie i jest odpowiedni dla specjalnych środowisk, takich jak lotnisko.


● Prędkość dryfu elektronów o wysokiej nasyceniu: Prędkość dryfu elektronów nasycenia SIC jest dwukrotnie większa.

Wartość aplikacji: Umożliwia to działanie urządzeń SIC przy wyższych częstotliwościach przełączania, co jest korzystne dla zmniejszenia objętości i masy komponentów pasywnych, takich jak induktory i kondensatory w systemie i poprawa gęstości mocy systemu.


4) Doskonała stabilność chemiczna:


SIC ma silną odporność na korozję i nie reaguje z większością kwasów, zasad lub stopionymi solami w temperaturze pokojowej. Reaguje z niektórymi silnymi utleniaczami lub stopionymi zasadami tylko w wysokich temperaturach.

Wartość zastosowania: W procesach obejmujących korozyjne chemikalia, takie jak półprzewodnikowe trawienie i czyszczenie na mokro, komponenty SIC (takie jak łodzie, rury i dysz) mają dłuższą żywotność i niższe ryzyko zanieczyszczenia. W procesach suchych, takich jak trawienie w osoczu, jego tolerancja na osocze jest również lepsza niż wiele tradycyjnych materiałów.


5)Wysoka czystość (możliwa do osiągnięcia wysokiej czystości):

Materiały SIC o wysokiej czystości można przygotować metodami takimi jak chemiczne osadzanie pary (CVD).

Wartość użytkownika: W produkcji półprzewodników czystość materiału ma kluczowe znaczenie, a wszelkie zanieczyszczenia mogą wpływać na wydajność i wydajność urządzenia. Komponenty SIC o wysokiej walce minimalizują zanieczyszczenie waflów krzemowych lub środowisk procesowych.


. Zastosowanie węgliku krzemu (SIC) jako substratu epitaksjalnego


SIC pojedynczych kryształów są kluczowymi materiałami podłożami do produkcji wysokowydajnych urządzeń zasilania SIC (takich jak MOSFETS, JFETS, SBDS) i azotek galu (GAN) RF/urządzenia Power.


Określone scenariusze aplikacji i zastosowania:


1) Epitaksja SIC-on-SIC:


Zastosowanie: Na podłożu pojedynczego kryształu o wysokiej czystości SIC Epitaksial Warstwa epitaksjalna o specyficznym domieszkowaniu i grubości jest uprawiana przez chemiczną epitaksję pary (CVD) w celu zbudowania aktywnego obszaru urządzeń mocy SIC.


Wartość zastosowania: Doskonała przewodność cieplna podłoża SIC pomaga urządzeniu rozproszyć ciepło, a szerokie charakterystyka pasmowa umożliwia urządzeniu wytrzymanie wysokiego napięcia, wysokiej temperatury i wysokiej częstotliwości. To sprawia, że ​​SIC Power Devices działają dobrze w nowych pojazdach energetycznych (kontrola elektryczna, stosy ładowania), fotowoltaicznych falownikach, przemysłowych napędach silnikowych, inteligentnych sieciach i innych dziedzinach, znacznie poprawiając wydajność systemu oraz zmniejszając wielkość i wagę sprzętu.


2) Epitaxy Gan-on-Sic:

Zastosowanie: Podłoża SIC są idealne do uprawy wysokiej jakości warstw epitaksjalnych GAN (szczególnie w przypadku urządzeń RF o wysokiej częstotliwości, takiej jak HEMT) ze względu na ich dobre dopasowanie sieci do GAN (w porównaniu do szafiru i krzemu) i wyjątkowo wysokiej przewodności cieplnej.


Wartość aplikacji: substraty SIC mogą skutecznie przeprowadzać dużą ilość ciepła generowanego przez urządzenia GAN podczas pracy, aby zapewnić niezawodność i wydajność urządzeń. To sprawia, że ​​urządzenia GAN-ON-SIC mają niezastąpione zalety na stacjach bazowych 5G, systemach radarowych, elektronicznych środkach zaradczych i innych dziedzin.


. Zastosowanie węgliku krzemowego (SIC) jako powłoki


Powłoki SIC są zwykle osadzane na powierzchni substratów, takich jak grafit, ceramika lub metale metodą CVD w celu zapewnienia doskonałych właściwości SIC.


Określone scenariusze aplikacji i zastosowania:


1) Elementy sprzętu do trawienia plazmowego:


Przykłady komponentów: głowice prysznicowe, wkładki komory, powierzchnie ESC, pierścienie ostrości, okna wytrawiające.


Zastosowania: W środowisku plazmowym komponenty te są bombardowane jonami o wysokiej energii i gazami korozyjnymi. Powłoki SIC chronią te krytyczne elementy przed uszkodzeniem z ich wysoką twardością, wysoką stabilnością chemiczną i odpornością na erozję w osoczu.


Wartość zastosowania: Rozszerz żywotność składników, zmniejsz cząstki generowane przez erozję komponentów, poprawić stabilność i powtarzalność procesu, zmniejszyć koszty konserwacji i przestoje oraz zapewnić czystość przetwarzania opłat.


2) Elementy sprzętu do wzrostu epitaksjalnego:


Przykłady komponentów: podatniki/przewoźnicy opłat, elementy grzejne.


Zastosowania: W wysokiej temperaturze, epitaksjalnego środowiska wzrostu, powłoki SIC (zwykle SIC o dużej czystości) mogą zapewnić doskonałą stabilność w wysokiej temperaturze i bezwładności chemicznej, aby zapobiec reakcji gazami procesowymi lub uwalnianiem zanieczyszczeń.


Wartość zastosowania: Upewnij się, że jakość i czystość warstwy epitaksjalnej poprawia jednorodność temperatury i dokładność kontroli.


3) Inne elementy sprzętu procesowego:


Przykłady komponentów: dyski grafitowe sprzętu MOCVD, łodzie powlekane SIC (łodzie do dyfuzji/utleniania).


Zastosowania: Zapewnij odporne na korozję, oporne na wysoką temperaturę powierzchni o dużej czystości.


Wartość aplikacji: Popraw niezawodność procesu i żywotność komponentów.


. Zastosowanie węgliku krzemowego (SIC) jako innych konkretnych elementów produktu (inne specyficzne elementy produktu)


Oprócz tego, że jest podłożem i powłoką, sam SIC jest również bezpośrednio przetwarzany w różne komponenty precyzyjne ze względu na doskonałe kompleksowe wyniki.


Określone scenariusze aplikacji i zastosowania:


1) Komponenty obsługi i transferu waflowego:


Przykłady komponentów: efektory końcowe robota, przyczepy próżniowe, uchwyty krawędzi, szpilki podnoszące.


Zastosowanie: Te elementy wymagają wysokiej sztywności, wysokiej odporności na zużycie, niskiej rozszerzalności cieplnej i wysokiej czystości, aby upewnić się, że żadne cząsteczki nie są generowane, żadnych zadrapań i odkształcenia z powodu zmian temperatury podczas transportu z wysoką prędkością i wysoką precyzją.


Wartość aplikacji: Popraw niezawodność i czystość transmisji opłatek, zmniejsz uszkodzenia opłat i zapewnij stabilne działanie zautomatyzowanych linii produkcyjnych.


2) Części strukturalne sprzętu procesowego o wysokiej temperaturze:


Przykłady komponentów: rurki do pieca do dyfuzji/utleniania, łodzie/wsporniki, rurki ochronne termopary, dysz.


Zastosowanie: Wykorzystaj siłę wysokiej temperatury SIC, odporność na wstrząsy termiczną, bezwładność chemiczną i niskie charakterystykę zanieczyszczenia.


Wartość zastosowania: Zapewnij stabilne środowisko procesu w utlenianiu, dyfuzji, dyfuzji i innych procesach, rozszerzają żywotność sprzętu i zmniejszają konserwację.


3) Precyzyjne elementy ceramiczne:


Przykłady komponentów: łożyska, pieczęcie, przewodniki, płyty docierające.


Zastosowanie: Wykorzystaj wysoką twardość SIC, odporność na zużycie, odporność na korozję i stabilność wymiarową.


Wartość zastosowania: Doskonała wydajność w niektórych elementach mechanicznych, które wymagają wysokiej precyzji, długiej żywotności i odporności na trudne środowiska, takie jak niektóre elementy stosowane w sprzęcie CMP (chemiczne mechaniczne polerowanie).


4) Komponenty optyczne:


Przykłady komponentów: Lustro dla optyki UV/Rentgen, okna optyczne.


Zastosowania: Wysoka sztywność SIC, niska rozszerzalność cieplna, wysoka przewodność cieplna i polerowalność sprawiają, że jest to idealny materiał do produkcji luster na dużą skalę (szczególnie w teleskopach kosmicznych lub źródłach promieniowania synchrotronowego).


Wartość zastosowania: zapewnia doskonałą wydajność optyczną i stabilność wymiarową w ekstremalnych warunkach.


Powiązane wiadomości
X
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies. Privacy Policy
Reject Accept