Usi di carburo di silicio solido

SIC di carburo di silicio solido è un materiale ceramico avanzato composto da silicio (SI) e carbonio (C). Non è una sostanza ampiamente trovata in natura e di solito richiede una sintesi ad alta temperatura. La sua combinazione unica di proprietà fisiche e chimiche lo rende un materiale chiave che funziona bene in ambienti estremi, specialmente nella produzione di semiconduttori.

Ⅰ. Proprietà fisiche chiave del carburo di silicio solido (SIC solido)

▶ Elevata durezza e resistenza all'usura:

SIC ha una durezza MOHS di circa 9-9,5, seconda solo a Diamond. Ciò gli dà un'eccellente resistenza a graffi e usura e si comporta bene in ambienti che devono resistere allo stress meccanico o all'erosione delle particelle.

▶ Eccellente resistenza e stabilità ad alta temperatura

1. SIC può mantenere la sua resistenza meccanica e l'integrità strutturale a temperature estremamente elevate (che operano a temperature fino a 1600 ° C o anche più in alto, a seconda del tipo e della purezza).

2. Il suo basso coefficiente di espansione termica significa che ha una buona stabilità dimensionale e non è soggetto a deformazioni o crack quando la temperatura cambia drasticamente.

▶ Alta conducibilità termica:

A differenza di molti altri materiali ceramici, SIC ha una conducibilità termica relativamente elevata. Ciò gli consente di condurre e dissipare il calore in modo efficiente, il che è fondamentale per applicazioni che richiedono un controllo e uniformità precisi della temperatura.

Inertezza chimica superiore e resistenza alla corrosione:

SIC presenta una resistenza estremamente forte ai più forti acidi, basi forti e gas corrosivi comunemente usati nei processi di semiconduttore (come gas a base di fluoro e a base di cloro in ambienti al plasma), anche ad alte temperature. Ciò è fondamentale per prevenire la corrosa o contaminata dai componenti della camera di processo.

▶ potenziale per elevata purezza:

I rivestimenti SIC di purezza estremamente elevata o parti SIC solide possono essere prodotti attraverso specifici processi di produzione (come la deposizione di vapore chimico - CVD). Nella produzione di semiconduttori, la purezza del materiale influisce direttamente sul livello di contaminazione del wafer e la resa del prodotto finale.

▶ Elevata rigidità (modulo di Young):

SIC ha un modulo di High Young, il che significa che è molto difficile e non facile da deformarsi sotto carico. Questo è molto importante per i componenti che devono mantenere una forma e dimensioni precise (come i portatori di wafer).

▶ Proprietà elettriche sintonizzabili:

Sebbene sia spesso usato come isolante o semiconduttore (a seconda della sua forma e doping cristallina), la sua elevata resistività aiuta a gestire il comportamento al plasma o prevenire inutili scariche di arco in alcune applicazioni componenti.

Ⅱ. Applicazioni e vantaggi specifici del carburo di silicio solido (SIC) SIC Finiti nella produzione di semiconduttori

Sulla base delle proprietà fisiche di cui sopra, SIC solido viene prodotto in vari componenti di precisione ed è ampiamente utilizzato in più collegamenti chiave dei processi front-end a semiconduttore.

1) Carrier wafer SIC solido (portatore / barca del wafer SIC solido):

Applicazione:

Utilizzato per trasportare e trasferire wafer di silicio in processi ad alta temperatura (come diffusione, ossidazione, LPCVD-deposizione di vapore chimico a bassa pressione).

Analisi dei vantaggi:

1. Stabilità ad alta temperatura: a temperature di processo superiori a 1000 ° C, i portatori SIC non si ammorbidiscono, si deformino o si abbassano con la stessa facilità con il quarzo e possono mantenere accuratamente la spaziatura dei wafer per garantire l'uniformità del processo.

2. Lunga vita e bassa generazione di particelle: la durezza di SIC e la resistenza all'usura superano di gran lunga il quarzo e non è facile produrre minuscole particelle per contaminare i wafer. La sua durata di servizio è di solito più volte o addirittura dozzine di volte quella dei vettori di quarzo, riducendo la frequenza di sostituzione e i costi di manutenzione.

3. Inertezza chimica: può resistere all'erosione chimica nell'atmosfera di processo e ridurre la contaminazione del wafer causato dalle precipitazioni dei propri materiali.

4. Conducibilità termica: una buona conduttività termica aiuta a ottenere riscaldamento e raffreddamento rapido e uniforme di portatori e wafer, migliorando l'efficienza del processo e l'uniformità della temperatura.

5. Elevata purezza: i vettori SIC di alta purezza possono essere fabbricati per soddisfare i rigorosi requisiti dei nodi avanzati per il controllo dell'impurità.

Valore dell'utente:

Migliorare la stabilità del processo, aumentare la resa del prodotto, ridurre i tempi di inattività causati da fallimento o contaminazione dei componenti e ridurre il costo complessivo di proprietà a lungo termine.

2) Solid Sic Shound / Gas Shower Shower Shower:

Applicazione:

Installata sulla parte superiore della camera di reazione di apparecchiature come l'attacco al plasma, la deposizione di vapore chimico (CVD), la deposizione di strati atomici (ALD), ecc., Responsabile della distribuzione uniforme dei gas di processo sulla superficie del wafer sottostante.

Analisi del vantaggio:

1. Tolleranza al plasma: in un ambiente plasmatico ad alta energia e chimicamente attiva, il soffione SIC mostra una resistenza estremamente forte al bombardamento al plasma e alla corrosione chimica, che è di gran lunga superiore al quarzo o all'allumina.

2. Uniformità e stabilità: il soffione SIC con accusa di precisione può garantire che il flusso di gas sia distribuito uniformemente su tutta la superficie del wafer, che è fondamentale per l'uniformità dello spessore del film, uniformità di composizione o velocità di incisione. Ha una buona stabilità a lungo termine e non è facile da deformare o intasare.

3. Gestione termica: una buona conduttività termica aiuta a mantenere l'uniformità della temperatura sulla superficie della doccia, che è fondamentale per molti processi di deposizione o attacco sensibili al calore.

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Valore dell'utente:

Migliora significativamente l'uniformità e la ripetibilità dei risultati del processo, estendono la durata della doccia, riduci i tempi di manutenzione e i problemi di particelle e supporta condizioni di processo più avanzate e più rigorose.

3) Anello di messa a fuoco solido SIC Incisione (anello di messa a fuoco solido SIC Anello di messa a fuoco / bordo):

Applicazione:

Utilizzato principalmente nella camera di attrezzatura di incisione al plasma (come CCP plasmatico accoppiato in modo capacitivo o incidente ICP al plasma accoppiato induttivamente), di solito posizionati sul bordo del vettore di wafer (Chuck), che circonda il wafer. La sua funzione è quella di limitare e guidare il plasma in modo che agisca in modo più uniforme sulla superficie del wafer proteggendo altri componenti della camera.

Analisi del vantaggio:

1. Forte resistenza all'erosione al plasma: questo è il vantaggio più importante dell'anello di messa a fuoco SiC. In plasmi di incisione estremamente aggressivi (come sostanze chimiche contenenti fluoro o cloro), SIC indossa molto più lento del quarzo, dell'allumina o persino dell'ittria (ossido di ittrio) e ha una vita estremamente lunga.

2. Mantenimento di dimensioni critiche: elevata durezza e elevata rigidità consentono agli anelli di messa a fuoco SIC di mantenere meglio la loro forma e dimensioni precise per lunghi periodi di utilizzo, il che è fondamentale per stabilizzare la morfologia del plasma e garantire l'uniformità dell'incisione.

3. Bassa generazione di particelle: a causa della sua resistenza all'usura, riduce notevolmente le particelle generate dall'invecchiamento dei componenti, migliorando così la resa.

4. Elevata purezza: evitare l'introduzione di metallo o altre impurità.

Valore dell'utente:

Estendere notevolmente i cicli di sostituzione dei componenti, ridurre significativamente i costi di manutenzione e i tempi di inattività delle attrezzature; migliorare la stabilità e la ripetibilità dei processi di incisione; Ridurre i difetti e migliorare la resa della produzione di chip di fascia alta.

Ⅲ.Riepilogo

Il carburo di silicio solido è diventato uno dei materiali chiave indispensabili nella moderna produzione di semiconduttori grazie alla sua combinazione unica di proprietà fisiche: alta durezza, elevato punto di fusione, alta conducibilità termica, eccellente stabilità chimica e resistenza alla corrosione. Che si tratti di un vettore per il trasporto di wafer, un capo doccia per il controllo della distribuzione del gas o un anello di messa a fuoco per guidare il plasma, i prodotti SIC solidi aiutano i produttori di chip a far fronte a sfide di processo sempre più rigorose con le loro eccellenti prestazioni e affidabilità, migliorano l'efficienza della produzione e la resa del prodotto e quindi promuovono lo sviluppo sostenibile dell'intero settore semiconduttore.

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