Hur viktiga är kiselkarbidwaferbåtar?

Vid halvledartillverkning spelar, förutom kärnprocessutrustning som fotolitografi och etsning, en annan typ av grundläggande komponent en avgörande roll för processstabilitet:wafer båt.

Särskilt under de senaste åren, med utvecklingen av högtemperaturprocesser och tredje generationens halvledare, har kiselkarbidskivor, tillverkade av kiselkarbid, tyst blivit industristandard.

Så, vilken roll spelar denna till synes obetydliga komponent i halvledartillverkning?

01 Grundläggande funktioner för en waferbåt

En waferbåt är en processbärare som används för att hålla wafers, främst som används i högtemperaturbearbetningsutrustning.

I halvledartillverkningsprocessen genomgår wafers flera termiska bearbetningssteg, såsom diffusion, oxidation, glödgning och kemisk ångavsättning (CVD). Under dessa processer batchbearbetas wafers vanligtvis till ugnsrörsutrustning, och waferbåten har följande funktioner:

- Stödjer flera wafers och bibehåller ett stabilt avstånd

- Säkerställande av positionsstabilitet för wafers i högtemperaturmiljöer

- Säkerställa enhetligt gasflöde i samband med utrustningen

Strukturen och materialegenskaperna hos waferbåten påverkar direkt den termiska fältfördelningen och processkonsistensen.

02 Strukturella egenskaper hos kiselkarbidbåtar

Kiselkarbidbåtaranvänder vanligtvis en ramdesign som erbjuder hög strukturell stabilitet. Typiska funktioner inkluderar:

- Flerlagers slitsstruktur för exakt waferpositionering

- Öppen design för enkelt gasflöde mellan wafers

- Ram med hög styvhet för att minska risken för deformation vid höga temperaturer

Beroende på utrustningstyp kan båtar utformas som vertikala eller horisontella strukturer och stödja olika waferstorlekar (t.ex. 6-tum, 8-tum, 12-tum).

03 Materialval: VarförKiselkarbid?

I takt med att halvledarprocesser utvecklas mot högre temperaturer och högre renhet blir traditionella material som kvarts och aluminium alltmer otillräckliga. Däremot erbjuder kiselkarbid fördelar i flera prestandadimensioner.

1. Högtemperaturbeständighet: Kiselkarbid uppvisar god strukturell stabilitet i temperaturintervallet cirka 1200℃ till 1400℃. Under vissa förhållanden med hög renhet eller speciella processer kan den användas i miljöer med ännu högre temperaturer. Det uppvisar inga smältnings- eller signifikanta uppmjukningsfenomen som liknar metalliska material vid höga temperaturer.

2. Hög värmeledningsförmåga: Kiselkarbid har hög värmeledningsförmåga, vilket hjälper till att minska temperaturskillnaderna mellan skivorna, och därigenom förbättra processkonsistensen.

3. Låg termisk expansionskoefficient: Kiselkarbid har en låg termisk expansionskoefficient, vilket minskar effekten av termisk stress på wafers under uppvärmnings- och kylningsprocesser.

4. Kemisk stabilitet: Kiselkarbid uppvisar god kemisk stabilitet i olika atmosfärer, inklusive oxiderande och reducerande atmosfärer. Det kommer dock fortfarande att genomgå en långsam oxidationsreaktion i högtemperaturs syremiljöer, vilket bildar ett kiseldioxidskyddande skikt.

5. Materialrenhet och kontamineringskontroll: Halvledarkvalitet kiselkarbid har vanligtvis strikt kontrollerad föroreningshalt för att minska risken för kontaminering på skivans yta. Det finns betydande skillnader mellan material som används i olika processkvaliteter.

04 Användningsområden

Kiselkarbidbåtar används för närvarande i stor utsträckning inom flera områden, inklusive:

- Termisk bearbetning vid tillverkning av integrerade kretsar

- Tillverkning av krafthalvledarenheter (t.ex. SiC-enheter)

- Högtemperaturbearbetning av fotovoltaiska kiselwafers

- Forskning och utveckling av halvledarmaterial och processer

Dess fördelar är ännu mer uttalade i scenarier som kräver hög temperatur, stark korrosion eller hög renhet.

Semicorex erbjuderSiC waferbåtar, ugnsrör, fribärande paddlaretc i högtemperaturugnar. Om du har några frågor eller behöver ytterligare information, tveka inte att kontakta oss.

Kontakta telefonnummer +86-13567891907

E-post: sales@semicorex.com