Cánh chèo Silicon Carbide Cantilever

Silicon Carbide Cantilever Paddle là một thành phần công nghiệp hiệu suất cao dựa trên công nghệ Reaction Bonded SiC (RBSiC). Được thiết kế cho các tình huống khắc nghiệt như xử lý wafer bán dẫn, phủ tế bào quang điện và lắng đọng hơi hóa học (CVD) ở nhiệt độ cao. Cấu trúc cantilever một tay độc đáo của nó, kết hợp với các đặc tính kháng cự cực cao của silicon carbide, vẫn có thể duy trì độ chính xác biến dạng ở cấp độ milimét trong môi trường nhiệt độ cao liên tục là 1350℃, trở thành một giải pháp mang tính cách mạng để thay thế thạch anh truyền thống, hợp kim kim loại và các vật liệu khác.

Đột phá về vật liệu: Kỹ thuật tái tạo silicon carbide

1. Phép lạ vi mô của quá trình thiêu kết phản ứng

Khoảng 10-15% pha silicon tự do được hình thành tại ranh giới hạt của mái chèo cantilever thông qua quá trình thiêu kết phản ứng của silicon nóng chảy thâm nhập vào phôi sic, tạo thành cấu trúc liên kết ba chiều. Cấu trúc vi mô này mang lại cho nó mật độ 3.02 g/cm³, độ xốp nhỏ hơn 0.1% và độ bền uốn lên tới 250 MPa (20 ℃) ​​trong khi vẫn duy trì trọng lượng nhẹ (nhẹ hơn 40% so với thép không gỉ), đồng thời duy trì mô đun đàn hồi 300 GPa ngay cả ở 1200 ℃.

2. Sự cân bằng cuối cùng của các thông số nhiệt động lực học

Hệ số giãn nở nhiệt (CTE) của giá đỡ được kiểm soát chính xác ở mức 4.5×10-6K-1, rất phù hợp với vật liệu phủ của thiết bị LPCVD (bốc hơi hóa học áp suất thấp) để giảm ứng suất giao diện do không phù hợp nhiệt. Độ dẫn nhiệt của nó đạt 45 W/(m·K) ở 1200℃, có thể hấp thụ nhiệt nhanh chóng và tránh quá nhiệt cục bộ, và với thiết kế được cấp bằng sáng chế của mảng lỗ tản nhiệt, chênh lệch nhiệt độ của khay wafer nhỏ hơn 2℃/m²

Ưu điểm kỹ thuật: Bước nhảy vọt từ phòng thí nghiệm đến sản xuất hàng loạt

1. Thiết kế thích ứng tự động

Khu vực tải của mái chèo dạng công xôn sử dụng cấu trúc cửa sổ dạng mô-đun (độ chính xác khẩu độ ±0.05mm), hỗ trợ hệ thống kẹp liên kết 12 trục được trang bị các tấm wafer 150-300mm và tương thích với cánh tay robot. Các đầu cố định được cung cấp độ dày thành gradient (δ₁=8.6mm đến δ₁ 4.8mm) để đảm bảo độ cứng của cấu trúc và giảm tổng trọng lượng 22% theo ₃ để đáp ứng các yêu cầu về độ ổn định động trong truyền động tốc độ cao.

2. Cuộc cách mạng trong kiểm soát ô nhiễm

Bằng cách tạo lớp thụ động SiO₂ 2-5μm tại chỗ trên bề mặt, cánh tay đòn trong môi trường ăn mòn có chứa Cl₂, HF, kết tủa ion kim loại nhỏ hơn 0.1 ppb, thấp hơn 3 bậc so với vật liệu alumina. Sau 1000 lần thử nghiệm chu kỳ nhiệt độ cao, số lượng hạt bề mặt rơi ra luôn nhỏ hơn 5 /m2, đáp ứng yêu cầu về độ sạch Class 10 của sản xuất chất bán dẫn.

Nhanh Chi tiết:

1. Tên gọi khác: Cánh khuấy chuyển wafer nhiệt độ cao; Xe đẩy dạng công xôn RBSiC; Nền tảng công xôn phủ; Công xôn nguyên khối SiC.

2. Ứng dụng: 

Sản xuất chất bán dẫn: Vận chuyển tấm bán dẫn trong lò khuếch tán, lò ủ, lò oxy hóa và các thiết bị khác.

Lớp phủ quang điện: Hỗ trợ quá trình vận chuyển wafer PECVD của tế bào TOPCon/HJT,

3. Thông số cốt lõi: Độ bền uốn là 380 MPa (nhiệt độ phòng) → 280 MPa (1400℃), hệ số giãn nở nhiệt là 4.2×10⁻⁶/℃, tỷ lệ ăn mòn của 40% HF nhỏ hơn 0.008 mm/năm. Môi trường trơ ​​1600℃ sử dụng liên tục, môi trường oxy hóa 1400℃, hỗ trợ chu kỳ sốc nhiệt 1400℃↔25℃ 500 lần.

Sản xuất wafer bán dẫn

Giá đỡ wafer lò khuếch tán: Trong quá trình pha tạp phốt pho/bo, wafer silicon 300mm được xử lý nhiệt ở nhiệt độ 1250℃/8 giờ và biến thiên hình dạng nhỏ hơn 0.1mm/m.

Khay tăng trưởng epitaxial: Dùng để lắng đọng MOCVD của các lớp epitaxial SiC, hỗ trợ định vị các tấm wafer ở cấp độ nano trong điều kiện chân không 10-6 Torr.

Sản xuất tế bào quang điện

Vật liệu phủ PERC: chịu sự bắn phá plasma 800℃ trong thiết bị PECVD, tuổi thọ sử dụng hơn 5000 lần, cao hơn 8 lần so với vật liệu graphite.

Thiêu kết laser TOPCon: Với hệ thống laser có độ rộng xung 10ns, độ chính xác căn chỉnh thiêu kết chọn lọc của lớp silicon đa tinh thể phía sau đạt được là ±3μm.

1. Đột phá mang tính phá hoại trong tính chất vật liệu

Cánh quạt dạng thanh silicon carbide sử dụng công nghệ thiêu kết phản ứng silicon carbide (RBSiC) và xuyên qua ma trận silicon carbide qua silicon nóng chảy để đạt được cấu trúc dày đặc với độ xốp < 0.5%. Độ bền uốn của nó cao tới 380 MPa (nhiệt độ phòng) và vẫn duy trì độ bền 280 MPa ở nhiệt độ cao 1400℃.

2. Sự ổn định trong môi trường khắc nghiệt

Khả năng chịu nhiệt độ cao: nhiệt độ làm việc liên tục lên đến 1600℃ (môi trường trơ), khả năng chịu nhiệt độ cao tức thời 1800℃ trong thời gian ngắn (như quá trình thiêu kết laser), không có nguy cơ làm mềm hoặc biến dạng.

Khả năng chống ăn mòn: Tốc độ ăn mòn của các axit mạnh như HF, HCl và H₂SO₄ < 0.01 mm/năm. Tuổi thọ trong buồng phản ứng CVD chứa Cl₂/O₂ tăng 5-8 lần so với vật liệu graphite.

Khả năng chống sốc nhiệt: Hỗ trợ chu kỳ thay đổi nhiệt độ nhanh 1400℃ ↔ 25℃ (ΔT=1375℃), không bị nứt hoặc suy giảm độ bền sau 500 chu kỳ.