كربيد السيليكونمركب صلب يحتوي على السيليكون والكربون، ويوجد في الطبيعة كمعدن نادر للغاية، وهو المويسانيت. يمكن ربط جزيئات كربيد السيليكون معًا عن طريق التلبيد لتكوين سيراميك شديد الصلابة، ويُستخدم على نطاق واسع في التطبيقات التي تتطلب متانة عالية، وخاصةً في معالجة أشباه الموصلات.
التركيب الفيزيائي لـ SiC
ما هو طلاء SiC؟
طلاء كربيد السيليكون (SiC) هو طلاء كثيف ومقاوم للتآكل من كربيد السيليكون، يتميز بمقاومة عالية للتآكل والحرارة، وموصلية حرارية ممتازة. يُستخدم هذا الطلاء عالي النقاء من كربيد السيليكون بشكل رئيسي في صناعات أشباه الموصلات والإلكترونيات لحماية حاملات الرقاقات وقواعدها وعناصر التسخين من البيئات التآكلية والتفاعلية. كما أنه مناسب لأفران التفريغ وتسخين العينات في بيئات عالية التفريغ والتفاعل والأكسجين.
سطح طلاء SiC عالي النقاء
ما هي عملية طلاء SiC؟
يتم ترسيب طبقة رقيقة من كربيد السيليكون على سطح الركيزة باستخدامالترسيب الكيميائي للبخار (CVD)يتم إجراء الترسيب عادة عند درجات حرارة تتراوح بين 1200-1300 درجة مئوية ويجب أن يكون سلوك التمدد الحراري لمادة الركيزة متوافقًا مع طلاء SiC لتقليل الإجهاد الحراري.
طلاء CVD SIC للبنية البلورية للأغشية
تتجلى الخصائص الفيزيائية لطلاء SiC بشكل أساسي في مقاومته لدرجات الحرارة العالية، وصلابته، ومقاومته للتآكل، والتوصيل الحراري.
المعلمات الفيزيائية النموذجية عادة ما تكون على النحو التالي:
صلابة:تتمتع طلاءات SiC عادة بصلابة فيكرز في نطاق 2000-2500 HV، مما يمنحها مقاومة عالية للغاية للتآكل والصدمات في التطبيقات الصناعية.
كثافةتتراوح كثافة طلاءات SiC عادةً بين 3.1 و3.2 جم/سم³. تُسهم هذه الكثافة العالية في المتانة الميكانيكية ومتانة الطلاء.
الموصلية الحراريةتتميز طلاءات كربيد السيليكون (SiC) بموصلية حرارية عالية، تتراوح عادةً بين 120 و200 واط/متر كلفن (عند 20 درجة مئوية). وهذا يمنحها موصلية حرارية جيدة في بيئات ذات درجات حرارة عالية، مما يجعلها مناسبة بشكل خاص لمعدات المعالجة الحرارية في صناعة أشباه الموصلات.
نقطة الانصهار:يتمتع كربيد السيليكون بدرجة انصهار تبلغ حوالي 2730 درجة مئوية ويتمتع بثبات حراري ممتاز في درجات الحرارة القصوى.
معامل التمدد الحراريتتميز طلاءات SiC بمعامل تمدد حراري خطي منخفض (CTE)، يتراوح عادةً بين 4.0 و4.5 ميكرومتر/متر كلفن (في نطاق 25-1000 درجة مئوية). هذا يعني أن ثباتها البُعدي ممتاز في ظل فروق درجات الحرارة الكبيرة.
مقاومة التآكل:تتميز طلاءات SiC بمقاومة شديدة للتآكل في البيئات الحمضية القوية والقلوية والمؤكسدة، وخاصة عند استخدام الأحماض القوية (مثل HF أو HCl)، وتتجاوز مقاومتها للتآكل بكثير مقاومة المواد المعدنية التقليدية.
ركيزة تطبيق طلاء SiC
يُستخدم طلاء SiC غالبًا لتحسين مقاومة التآكل، ومقاومة درجات الحرارة العالية، ومقاومة تآكل البلازما للركيزة. تشمل ركائز التطبيقات الشائعة ما يلي:
| نوع الركيزة | سبب الطلب | الاستخدام النموذجي |
| الجرافيت | - هيكل خفيف، موصلية حرارية جيدة - ولكنها تتآكل بسهولة بواسطة البلازما، وتتطلب حماية طلاء SiC | أجزاء غرفة التفريغ، وقوارب الجرافيت، وصواني النقش البلازمي، وما إلى ذلك. |
| الكوارتز (كوارتز/ثاني أكسيد السيليكون) | - عالية النقاء ولكن قابلة للتآكل بسهولة - يعزز الطلاء مقاومة تآكل البلازما | أجزاء غرفة CVD/PECVD |
| السيراميك (مثل الألومينا Al₂O₃) | - قوة عالية وهيكل مستقر - يعمل الطلاء على تحسين مقاومة التآكل السطحي | بطانة الغرفة، التجهيزات، وما إلى ذلك. |
| المعادن (مثل الموليبدينوم والتيتانيوم وغيرها) | - موصلية حرارية جيدة ولكن مقاومة التآكل ضعيفة - الطلاء يحسن استقرار السطح | مكونات تفاعل العملية الخاصة |
| جسم من كربيد السيليكون المتكلس (SiC السائب) | - للبيئات ذات المتطلبات العالية لظروف العمل المعقدة - يعمل الطلاء على تحسين النقاء ومقاومة التآكل بشكل أكبر | مكونات غرفة CVD/ALD عالية الجودة |
تُستخدم المنتجات المطلية بـ SiC بشكل شائع في مجالات أشباه الموصلات التالية
تُستخدم منتجات طلاء كربيد السيليكون (SiC) على نطاق واسع في معالجة أشباه الموصلات، وخاصةً في بيئات درجات الحرارة العالية والتآكل الشديد والبلازما القوية. فيما يلي بعض عمليات أو مجالات التطبيق الرئيسية ووصف موجز لها:
| عملية التقديم/المجال | وصف موجز | وظيفة طلاء كربيد السيليكون |
| النقش البلازمي (الحفر) | استخدم الغازات القائمة على الفلور أو الكلور لنقل الأنماط | مقاومة تآكل البلازما ومنع تلوث الجسيمات والمعادن |
| الترسيب الكيميائي للبخار (CVD/PECVD) | ترسب الأكسيد والنتريد والأغشية الرقيقة الأخرى | مقاومة الغازات المسببة للتآكل وزيادة عمر المكونات |
| غرفة الترسيب البخاري الفيزيائي (PVD) | قصف الجسيمات عالية الطاقة أثناء عملية الطلاء | تحسين مقاومة التآكل ومقاومة الحرارة لغرفة التفاعل |
| عملية MOCVD (مثل النمو الطبقي لـ SiC) | تفاعل طويل الأمد تحت درجة حرارة عالية وجو تآكلي عالي الهيدروجين | الحفاظ على استقرار المعدات ومنع تلوث البلورات النامية |
| عملية المعالجة الحرارية (LPCVD، الانتشار، التلدين، إلخ.) | يتم إجراؤها عادة في درجة حرارة عالية وفي الفراغ/الجو | حماية قوارب الجرافيت والصواني من الأكسدة أو التآكل |
| حامل/مقبض الرقاقة (معالجة الرقاقة) | قاعدة من الجرافيت لنقل الرقاقة أو دعمها | تقليل تساقط الجسيمات وتجنب تلوث الاتصال |
| مكونات غرفة ALD | التحكم في ترسب الطبقة الذرية بشكل متكرر ودقيق | يحافظ الطلاء على نظافة الغرفة ويتمتع بمقاومة عالية للتآكل للمواد السابقة |
لماذا تختار VET Energy؟
VET Energy هي شركة رائدة في تصنيع ومبتكرة ورائدة في منتجات طلاء SiC في الصين، وتشمل منتجات طلاء SiC الرئيسيةحامل رقاقة مع طلاء SiC، مطلي بـ SiCالمستقبلات الفوقية, حلقة جرافيت مطلية بـ SiC, أجزاء نصف القمر مع طلاء SiC, مركب الكربون-الكربون المغطى بطبقة SiC, قارب رقاقة مطلي بـ SiC, سخان مطلي بـ SiCتلتزم شركة VET Energy بتزويد صناعة أشباه الموصلات بأفضل التقنيات وحلول المنتجات، وتدعم خدمات التخصيص. نتطلع بصدق إلى أن نكون شريككم الدائم في الصين.
إذا كان لديك أي استفسارات أو تحتاج إلى تفاصيل إضافية، فلا تتردد في الاتصال بنا.
واتس اب وويشات: + 86-18069021720
Email: steven@china-vet.com
وقت النشر: ١٨ أكتوبر ٢٠٢٤