Ⅰ. Các ứng dụng của sản phẩm gốm silicon carbide là gì?

Gốm silicon carbide (SiC) được sử dụng rộng rãi trong các thành phần cốt lõi của thiết bị quy trình chính trong ngành công nghiệp bán dẫn và quang điện do khả năng chịu nhiệt độ cao, chống ăn mòn, độ dẫn nhiệt cao và hệ số giãn nở nhiệt thấp tuyệt vời. Sau đây là các tình huống ứng dụng cụ thể của các sản phẩm tiêu biểu:

Thuyền silicon carbide

Chức năng:

Thuyền SiC thường được sử dụng để vận chuyển các tấm wafer (như tấm wafer silicon hoặc tấm wafer silicon carbide) để truyền tải và định vị trong các quy trình nhiệt độ cao.

Kịch bản ứng dụng:

Lĩnh vực gia công bán dẫn: Trong lò khuếch tán và lò oxy hóa, lò cần hoạt động ổn định trong thời gian dài ở môi trường nhiệt độ cao trên 1000°C để tránh biến dạng hoặc nhiễm bẩn wafer do ứng suất nhiệt.

Ngành công nghiệp quang điện: Trong thiết bị PECVD (lắng đọng hơi hóa học tăng cường plasma), thuyền được sử dụng để hỗ trợ các tấm silicon để lắng đọng lớp màng chống phản xạ silicon nitride và cần chịu được sự bắn phá plasma tần số cao và môi trường nhiệt độ cao.

Ống lò silicon carbide (Ống phản ứng SiC)

Chức năng: Là thành phần cốt lõi của buồng phản ứng nhiệt độ cao, nó cung cấp trường nhiệt độ đồng đều và môi trường trơ ​​về mặt hóa học.

Kịch bản ứng dụng:

Ngành công nghiệp bán dẫn: Trong lò oxy hóa, ống lò cần phải duy trì ổn định trong môi trường oxy hoặc hơi nước trong thời gian dài để tránh giải phóng tạp chất do quá trình oxy hóa hoặc ăn mòn.

Ngành công nghiệp quang điện: Trong lò khuếch tán, ống lò được sử dụng cho quá trình khuếch tán phốt pho (như chế tạo pin PERC) và cần chống lại sự ăn mòn của khí axit trong môi trường POCl₃.

Giá đỡ thuyền và mái chèo Cantilever

Chức năng: Mái chèo công xôn được sử dụng để tự động di chuyển thuyền pha lê và giá đỡ thuyền được sử dụng để cố định vị trí của thuyền pha lê.

Kịch bản ứng dụng:

Trong quá trình sản xuất wafer bán dẫn, cánh khuấy cần duy trì độ bền cơ học cao trong quá trình nâng và hạ nhanh để tránh gãy do mỏi nhiệt; giá đỡ thuyền cần duy trì độ chính xác hình học ở nhiệt độ cao để ngăn ngừa wafer bị lệch.

Ⅱ. Hướng ứng dụng của vật liệu silicon carbide trong ngành công nghiệp quang điện và bán dẫn là gì?

Các ứng dụng cốt lõi của sản phẩm gốm silicon carbide tập trung vào các liên kết quy trình của hai loại thiết bị:

Chỉ số hoạt động	Vật liệu than chì	Vật liệu silicon carbide
Ổn định nhiệt độ cao	Dễ bị oxy hóa (>500°C cần lớp phủ bảo vệ)	Chống oxy hóa (có thể chịu được môi trường oxy hóa ở nhiệt độ 1600°C trong thời gian dài)
Tính trơ hóa học	Dễ bị ăn mòn bởi các khí có tính axit (như Cl₂, POCl₃)	Khả năng chống ăn mòn axit và kiềm (bao gồm các chất ăn mòn mạnh như HF, HNO₃)
Nguy cơ ô nhiễm hạt	Dễ tạo ra ô nhiễm bụi, dẫn đến khuyết tật wafer	Bề mặt dày đặc, không có nguy cơ rơi vãi hạt
Độ bền cơ học	Dễ biến dạng ở nhiệt độ cao (hệ số giãn nở nhiệt cao)	Độ cứng cao (độ cứng Mohs 9.2), khả năng chống sốc nhiệt mạnh
Dẫn nhiệt	Tính dị hướng, nguy cơ quá nhiệt cục bộ cao	Độ dẫn nhiệt cao (120 W/m`K), trường nhiệt độ đồng đều

Ngành công nghiệp quang điện

Lò PECVD: dùng để lắng đọng màng chống phản xạ (như silicon nitride). Các bộ phận silicon carbide cần chống lại sự bắn phá ion do phóng điện phát sáng trong môi trường plasma ở nhiệt độ 400~500°C, đồng thời tránh nhiễm bẩn màng.

Lò khuếch tán: dùng để khuếch tán phốt pho/bo để tạo mối nối PN. Ống lò silicon carbide cần chịu được sự ăn mòn từ khí POCl₃ hoặc BBr₃ ở nhiệt độ 800~1000°C và đảm bảo tính đồng nhất của pha tạp.

Ngành công nghiệp bán dẫn

Lò khuếch tán và lò oxy hóa:

Lò khuếch tán: dùng cho quá trình ủ sau khi cấy ion. Thuyền tinh thể silicon carbide cần tránh giải phóng tạp chất kim loại (như Fe, Ni), nếu không sẽ làm tăng dòng rò rỉ wafer.

Lò oxy hóa: tạo lớp silicon dioxide trong môi trường oxy khô hoặc oxy ướt. Ống lò silicon carbide cần duy trì độ thấm oxy thấp ở nhiệt độ cao 1200°C để tránh độ dày lớp oxit không đồng đều.

Ⅲ. Ưu điểm của vật liệu silicon carbide so với than chì là gì?

Mặc dù vật liệu than chì có ưu điểm là chi phí thấp và dễ gia công nhưng chúng lại kém hơn nhiều so với silicon carbide ở những tính chất chính sau:

Phân tích trường hợp cụ thể:

Theo số liệu thống kê sản xuất thực tế của Veteksemicon, trong lò khuếch tán bán dẫn, thuyền than chì cần được thay thế 3 tháng một lần, trong khi thuyền silicon carbide có thể sử dụng được hơn 2 năm và năng suất wafer tăng 5%~10%.

Theo dữ liệu sản xuất do Semixlab cung cấp, trong quy trình PECVD quang điện, cánh khuấy silicon carbide có thể tăng hiệu suất pin thêm 2%~5% do không có ô nhiễm dạng hạt.

Ⅳ. Tại sao nên chọn Semixlab?

Semixlab là nhà sản xuất và cung cấp hàng đầu tại Trung Quốc, tập trung vào nghiên cứu về lớp phủ bề mặt graphite và SiC trong 20 năm. Sau nhiều năm nghiên cứu và phát triển kỹ thuật, quy trình phủ SiC của chúng tôi có thể đạt được độ tinh khiết hơn 99.98% và chúng tôi cũng có thể tùy chỉnh các sản phẩm silicon carbide có độ tinh khiết và giá khác nhau theo các tình huống ứng dụng của bạn. Nếu bạn cần sản phẩm có độ tinh khiết cao hơn, chẳng hạn như tiếp xúc trực tiếp với các sản phẩm wafer bán dẫn, chúng tôi có thể cung cấp lớp phủ CVD SiC, lớp phủ CVD TaC và các quy trình khác trên bề mặt vật liệu nền để đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật nghiêm ngặt khác nhau của bạn.