Silicon Carbide Wafer Boats: de "osynliga väktarna av wafers" i Semiconductor

Vid halvledartillverkning innebär oxidation att wafern placeras i en högtemperaturmiljö där syre strömmar över waferns yta för att bilda ett oxidskikt. Detta skyddar skivan från kemiska föroreningar, förhindrar läckström från att komma in i kretsen, förhindrar diffusion under jonimplantation och förhindrar skivans glidning under etsning, vilket bildar en skyddande film på skivans yta. Utrustningen som används i detta steg är en oxidationsugn. Huvudkomponenterna i reaktionskammaren inkluderar en waferbåt, bas, ugnsfoderrör, inre ugnsrör och värmeisolerande bafflar. På grund av den höga driftstemperaturen är prestandakraven för komponenterna i reaktionskammaren också höga.

Waferbåten används som bärare för wafertransport och bearbetning. Det bör ha fördelar som hög integration, hög tillförlitlighet, antistatiska egenskaper, hög temperaturbeständighet, slitstyrka, motståndskraft mot deformation, god stabilitet och lång livslängd. Eftersom waferoxidationstemperaturen är ungefär mellan 800℃ och 1300℃, och kraven på innehållet av metalliska föroreningar i miljön är extremt stränga, måste nyckelkomponenter som waferbåten inte bara ha utmärkta termiska, mekaniska och kemiska egenskaper, utan också ha extremt lågt innehåll av metalliska föroreningar.

Baserat på substratet kan waferbåtar klassificeras som kvartskristallbåtar,kiselkarbidkeramikwaferbåtar, etc. Men med framsteg av processnoder under 7nm och expansionen av högtemperaturprocessfönster, blir traditionella kvartsbåtar gradvis otillräckliga när det gäller termisk stabilitet, partikelkontroll och livstidshantering. Kiselkarbidbåtar (SiC-båtar) ersätter gradvis traditionella kvartslösningar.

VarförKiselkarbid?

1. Stabilitet vid hög temperatur

Stabilitet vid hög temperatur är den mest framträdande fördelen med SiC-båtar. De uppvisar praktiskt taget ingen deformation eller sjunkande ens vid extremt höga temperaturer (>1300°C), vilket bibehåller exakt waferslitspositionering under långa perioder.

2. Ultralång livslängd

En enskild båt har hög lastbärande kapacitet, som kan bära dussintals till hundratals 12-tums wafers samtidigt. Jämfört med traditionella kvartsbåtar erbjuder SiC-båtar en genomsnittlig livslängd som är 5-10 gånger längre, vilket minskar frekvensen för byte av utrustning och den totala ägandekostnaden.

3. Ren yta och extremt låg kontaminering

Hög materialrenhet och extremt låg metallisk föroreningshalt förhindrar sekundär kontaminering av kiselskivor. Utmärkt ytjämnhetskontroll, med Ra under 0,1μm, undertrycker partikelavgivning och uppfyller renhetskraven för avancerade processer.

4. Lämplig för processer med ultrahög temperatur

För processer som kräver temperaturer över 1200°C (som vissa specialiserade tjockfilmsoxidationsprocesser, tillverkning av SiC-anordningar eller djupa dikesfyllningsprocesser), är SiC-båtar ett oersättligt val.

Tillämpningar avKiselkarbidbåtar

Halvledartillverkning

I högtemperaturprocesser för spåntillverkning, såsom oxidation, diffusion, kemisk ångavsättning (CVD) och jonimplantation, används kiselkarbidbåtar för att stödja kiselskivor, för att säkerställa deras planhet vid höga temperaturer och förhindra gallerförskjutning eller deformation orsakad av termisk spänning och därmed garantera spånprecision.

Solcellsindustrin

Kiselkarbidkeramikhar utmärkt mekanisk hållfasthet, termisk stabilitet, hög temperaturbeständighet, oxidationsbeständighet, termisk chockbeständighet och kemisk korrosionsbeständighet, vilket gör dem allmänt använda inom populära områden som metallurgi, maskiner, ny energi och kemikalier i byggmaterial. Deras prestanda är också tillräcklig för termiska processer inom solcellstillverkning, såsom diffusion, LPCVD (lågtryckskemisk ångdeposition) och PECVD (plasmakemisk ångdeposition) för TOPcon-celler. Jämfört med traditionella kvartsmaterial erbjuder kiselkarbidkeramiska material som används för att tillverka båtstöd, små båtar och rörformiga produkter högre hållfasthet, bättre termisk stabilitet och ingen deformation under höga temperaturer. Deras livslängd är också mer än fem gånger så lång som kvarts, vilket avsevärt minskar driftskostnaderna och energiförlusterna på grund av driftstopp. Detta resulterar i en klar kostnadsfördel och råvarorna är allmänt tillgängliga.

Tredje generationens halvledare

I reaktionskammaren för metall-organisk kemisk ångavsättning (MOCVD) används kiselkarbidbåtar för att stödja safirsubstrat, motstå korrosiva gasmiljöer såsom ammoniak (NH3), stödja den epitaxiella tillväxten av tredje generationens halvledarmaterial såsom galliumluminitrid (GaN) och förbättra prestanda hos LED-chips. I enkristalltillväxt av kiselkarbid fungerar kiselkarbidbåtar som frökristallstöd i enkristalltillväxtugnar av kiselkarbid, som motstår den korrosiva högtemperaturmiljön hos smält kisel, vilket ger stabilt stöd för tillväxten av enkristaller av kiselkarbid, och främjar framställningen av enkla kiselkarbider av hög kvalitet.

Utvecklingstrender för kiselkarbidwaferbåtar

När det gäller marknaden, enligt SEMI-data, är den globala waferbåtmarknaden cirka 1,4 miljarder USD 2025 och beräknas nå 1,8 miljarder USD 2028. Om man antar en penetrationshastighet på 20 % kiselkarbid och en tredjedel av marknadsandelen i Kina (data från China Semiconductor Industry Association skulle vara 67 miljoner USD och 67 miljoner USD) respektive.

Teknologiskt har kiselkarbid en högre termisk expansionskoefficient än kvarts, vilket gör den mer benägen att spricka i applikationer. Därför främjas integrerad formningsteknik i tillverkningen för att minska sömmar och minska risken för partikelavfall. Dessutom säkerställer optimering av waferbåtens tandspårdesign, kombinerat med femaxlig bearbetning och trådskärningsteknik, precisionen och smidigheten i waferhanteringen.

Semicorex erbjuder hög kvalitetKiselkarbid Wafer Båtar. Om du har några frågor eller behöver ytterligare information, tveka inte att kontakta oss.

Kontakta telefonnummer +86-13567891907

E-post: sales@semicorex.com