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I materiali al quarzo di elevata purezza svolgono un ruolo fondamentale nell'industria dei semiconduttori. Le loro proprietà superiori di resistenza alle alte temperature, resistenza alla corrosione, stabilità termica e trasmissione della luce li rendono materiali di consumo critici. I prodotti al quarzo vengono utilizzati per componenti nelle zone ad alta e bassa temperatura della produzione di wafer, garantendo la stabilità e la pulizia del processo di produzione.

Con la transizione energetica globale, la rivoluzione dell’intelligenza artificiale e l’ondata di tecnologie informatiche di nuova generazione, il carburo di silicio (SiC) è rapidamente avanzato dall’essere un “materiale potenziale” a un “materiale fondamentale strategico” grazie alle sue eccezionali proprietà fisiche.

Nei processi ad alta temperatura dei semiconduttori, la movimentazione, il supporto e il trattamento termico dei wafer si basano su uno speciale componente di supporto: il wafer boat. Con l’aumento della temperatura del processo e l’aumento dei requisiti di pulizia e controllo delle particelle, le tradizionali imbarcazioni per wafer al quarzo rivelano gradualmente problemi come la breve durata di servizio, elevati tassi di deformazione e scarsa resistenza alla corrosione.

Per la produzione su scala industriale di substrati di carburo di silicio, il successo di un singolo ciclo di crescita non è l’obiettivo finale. La vera sfida sta nel garantire che i cristalli cresciuti in lotti, strumenti e periodi di tempo diversi mantengano un elevato livello di coerenza e ripetibilità in termini di qualità. In questo contesto, il ruolo del rivestimento in carburo di tantalio (TaC) va oltre la protezione di base: diventa un fattore chiave nella stabilizzazione della finestra del processo e nella salvaguardia della resa del prodotto.

La crescita del PVT in carburo di silicio (SiC) comporta un grave ciclo termico (temperatura ambiente superiore a 2200 ℃). L’enorme stress termico generato tra il rivestimento e il substrato di grafite a causa della mancata corrispondenza dei coefficienti di espansione termica (CTE) è la sfida principale che determina la durata del rivestimento e l’affidabilità dell’applicazione.

​Nel processo di crescita dei cristalli PVT al carburo di silicio (SiC), la stabilità e l'uniformità del campo termico determinano direttamente il tasso di crescita dei cristalli, la densità dei difetti e l'uniformità del materiale. Come confine del sistema, i componenti del campo termico mostrano proprietà termofisiche superficiali le cui leggere fluttuazioni sono drammaticamente amplificate in condizioni di alta temperatura, portando infine all’instabilità dell’interfaccia di crescita.