قایق های ویفر کاربید سیلیکون: "نگهبانان نامرئی ویفرها" در نیمه هادی

در تولید نیمه هادی، اکسیداسیون شامل قرار دادن ویفر در محیطی با دمای بالا است که در آن اکسیژن در سراسر سطح ویفر جریان می یابد و یک لایه اکسید تشکیل می دهد. این کار از ویفر در برابر ناخالصی های شیمیایی محافظت می کند، از ورود جریان نشتی به مدار جلوگیری می کند، از انتشار در حین کاشت یون جلوگیری می کند و از لغزش ویفر در حین اچ جلوگیری می کند و یک لایه محافظ روی سطح ویفر تشکیل می دهد. تجهیزات مورد استفاده در این مرحله یک کوره اکسیداسیون می باشد. اجزای اصلی درون محفظه واکنش شامل یک قایق ویفر، پایه، لوله‌های لاینر کوره، لوله‌های کوره داخلی و بافل‌های عایق حرارتی است. به دلیل دمای عملیاتی بالا، الزامات عملکرد برای اجزای داخل محفظه واکنش نیز بالا است.

قایق ویفر به عنوان یک حامل برای حمل و نقل و پردازش ویفر استفاده می شود. باید دارای مزایایی مانند یکپارچگی بالا، قابلیت اطمینان بالا، خواص ضد الکتریسیته ساکن، مقاومت در برابر دمای بالا، مقاومت در برابر سایش، مقاومت در برابر تغییر شکل، پایداری خوب و عمر طولانی باشد. از آنجایی که دمای اکسیداسیون ویفر تقریباً بین 800 تا 1300 درجه سانتیگراد است و الزامات برای محتوای ناخالصی های فلزی در محیط بسیار سخت است، اجزای کلیدی مانند قایق ویفر نه تنها باید دارای خواص حرارتی، مکانیکی و شیمیایی عالی باشند، بلکه دارای ناخالصی فلزی بسیار کم نیز باشند.

بر اساس بستر، قایق های ویفر را می توان به عنوان قایق های کریستال کوارتز طبقه بندی کرد.سرامیک کاربید سیلیکونقایق های ویفر و غیره. با این حال، با پیشرفت گره های فرآیند زیر 7 نانومتر و گسترش پنجره های فرآیندی با دمای بالا، قایق های کوارتز سنتی به تدریج از نظر پایداری حرارتی، کنترل ذرات و مدیریت طول عمر نامناسب می شوند. قایق های کاربید سیلیکون (قایق های SiC) به تدریج جایگزین محلول های کوارتز سنتی می شوند.

چراسیلیکون کاربید?

1. پایداری در دمای بالا

پایداری در دمای بالا برجسته ترین مزیت قایق های SiC است. آنها عملاً هیچ تغییر شکل یا افتادگی را حتی در دمای بسیار بالا (> 1300 درجه سانتیگراد) نشان نمی دهند و موقعیت دقیق شکاف ویفر را در مدت زمان طولانی حفظ می کنند.

2. طول عمر فوق العاده طولانی

یک قایق منفرد دارای ظرفیت باربری بالایی است و می تواند ده ها تا صدها ویفر 12 اینچی را به طور همزمان پشتیبانی کند. در مقایسه با قایق‌های کوارتز سنتی، قایق‌های SiC طول عمر متوسطی 5 تا 10 برابر بیشتر دارند و فرکانس تعویض تجهیزات و هزینه کل مالکیت را کاهش می‌دهند.

3. سطح تمیز و آلودگی بسیار کم

خلوص مواد بالا و محتوای ناخالصی فلزی بسیار کم از آلودگی ثانویه ویفرهای سیلیکونی جلوگیری می کند. کنترل زبری سطح عالی، با Ra زیر 0.1μm، ریزش ذرات را سرکوب می کند و نیازهای تمیزی فرآیندهای پیشرفته را برآورده می کند.

4. مناسب برای فرآیندهای با دمای فوق العاده بالا

برای فرآیندهایی که به دمای بالاتر از 1200 درجه سانتیگراد نیاز دارند (مانند فرآیندهای خاص اکسیداسیون لایه ضخیم خاص، ساخت دستگاه SiC یا فرآیندهای پر کردن عمیق ترانشه)، قایق های SiC یک انتخاب غیرقابل جایگزین هستند.

برنامه های کاربردی ازقایق های سیلیکون کاربید

تولید نیمه هادی

در فرآیندهای تولید تراشه در دمای بالا، مانند اکسیداسیون، انتشار، رسوب بخار شیمیایی (CVD) و کاشت یون، از قایق‌های کاربید سیلیکون برای پشتیبانی از ویفرهای سیلیکونی استفاده می‌شود و از صافی آن‌ها در دماهای بالا جلوگیری می‌کند و از ناهماهنگی شبکه یا تغییر شکل ناشی از عملکرد تراشه جلوگیری می‌کند.

صنعت فتوولتائیک

سرامیک کاربید سیلیکوندارای استحکام مکانیکی عالی، پایداری حرارتی، مقاومت در برابر درجه حرارت بالا، مقاومت در برابر اکسیداسیون، مقاومت در برابر شوک حرارتی و مقاومت در برابر خوردگی شیمیایی هستند که باعث می شود در زمینه های محبوب مانند متالورژی، ماشین آلات، انرژی های نو و مواد شیمیایی مصالح ساختمانی مورد استفاده قرار گیرند. عملکرد آنها همچنین برای فرآیندهای حرارتی در تولید فتوولتائیک، مانند انتشار، LPCVD (رسوب بخار شیمیایی کم فشار)، و PECVD (رسوب بخار شیمیایی پلاسما) برای سلول‌های TOPcon کافی است. در مقایسه با مواد کوارتز سنتی، مواد سرامیکی کاربید سیلیکون که برای ساخت تکیه گاه قایق ها، قایق های کوچک و محصولات لوله ای استفاده می شوند، استحکام بالاتر، پایداری حرارتی بهتر و بدون تغییر شکل در دمای بالا را ارائه می دهند. طول عمر آنها نیز بیش از پنج برابر کوارتز است که به طور قابل توجهی هزینه های عملیاتی و تلفات انرژی را به دلیل توقف تعمیر و نگهداری کاهش می دهد. این منجر به مزیت هزینه واضح می شود و مواد خام به طور گسترده در دسترس هستند.

نیمه هادی های نسل سوم

در محفظه واکنش رسوب بخار شیمیایی فلز-آلی (MOCVD)، قایق‌های کاربید سیلیکون برای پشتیبانی از بسترهای یاقوت کبود، مقاومت در برابر محیط‌های گاز خورنده مانند آمونیاک (NH3)، حمایت از رشد همپایه مواد نیمه‌رسانای نسل سوم مانند نیترید گالیوم (GaN) و عملکرد تراشه‌های LED استفاده می‌شوند. در رشد تک کریستال کاربید سیلیکون، قایق های کاربید سیلیکون به عنوان تکیه گاه کریستال بذر در کوره های رشد تک کریستال کاربید سیلیکون عمل می کنند، در برابر محیط خورنده با دمای بالا سیلیکون مذاب مقاومت می کنند، پشتیبانی پایدار برای رشد تک کریستال های کاربید سیلیکون، و آماده سازی تک کریستال سیلیسیم با کیفیت بالا را ارتقا می دهند.

روند توسعه قایق ویفر کاربید سیلیکون

از نظر بازار، طبق داده‌های SEMI، اندازه بازار جهانی قایق ویفر در سال 2025 تقریباً 1.4 میلیارد دلار است و پیش‌بینی می‌شود تا سال 2028 به 1.8 میلیارد دلار برسد. با فرض ضریب نفوذ سیلیکون کاربید 20 درصد و یک سوم سهم بازار در چین (داده‌های انجمن نیمه هادی چینی 8 میلیون دلار آمریکا خواهد بود) میلیون به ترتیب.

از نظر فن آوری، کاربید سیلیکون ضریب انبساط حرارتی بالاتری نسبت به کوارتز دارد، که باعث می شود در کاربردها بیشتر مستعد ترک خوردن باشد. بنابراین، فناوری قالب‌گیری یکپارچه برای کاهش درزها و کاهش خطر ریزش ذرات در تولید ترویج می‌شود. علاوه بر این، بهینه سازی طراحی شیار دندانی قایق ویفر، همراه با ماشینکاری پنج محوره و فن آوری های برش سیم، دقت و نرمی جابجایی ویفر را تضمین می کند.

Semicorex کیفیت بالایی را ارائه می دهدقایق های ویفر کاربید سیلیکون. اگر سؤالی دارید یا نیاز به جزئیات بیشتری دارید، لطفاً در تماس با ما دریغ نکنید.

تلفن تماس 86-13567891907

ایمیل: sales@semicorex.com