1. Grafitová krystalová loď s CVD-SiC povlakem
Grafit se snadno zpracovává a lze z něj z jednoho bloku materiálu několika postupy vyrobit krystalovou lodičku. Protože grafit je porézní materiál, musí být na jeho povrch nanesena vrstva SiC o tloušťce přibližně 100 μm, aby se zabránilo konkrétnímu problému způsobenému přímým vystavením grafitového povrchu různým polovodičovým výrobcům. Tloušťka vrstvyCVD-SiC povlakNení snadné ho regulovat, zejména v některých hlubokých otvorech a rozích, kde může být povlak tenčí. Vzhledem k nesouladu CTE (koeficient tepelné roztažnosti) mezi grafitovým tělesem a filmem SiC (25–1400 ℃, s průměrem 4,4×10e-6/℃ pro SIC a 7,1×10e-6/℃ pro grafit) má film SiC obvykle tendenci po několika vzestupech a poklesech teploty odpadávat. Když je grafit vystaven, do porézního grafitu vnikají korozivní plyny nebo kapaliny a je obtížné je zcela odstranit, což vede k tvorbě částic při vysokoteplotních procesech. Tato grafitová loďka s povlakem SiC je nejlevnější a má nejkratší životnost, přibližně jeden rok.
2. Rekrystalizovaná krystalická loďka SiC s CVD-SiC povlakem
Rekrystalizované krystalické lodičky SiC se obvykle vyrábějí nejprve slinováním a zpracováním několika jednotkových dílů, poté se každá část spojí s křemíkovou pastou při vysokých teplotách za vzniku krystalové lodičky a nakonec se nanese CVD-SiC povlak (asi 100 μm). Protože rekrystalizace je porézní, mohou být částice zaváděny do polovodičových procesů i bez SiC povlaku. Kromě toho Si pasta ve spojovací zóně nemůže odolat stejně vysokým teplotám jako materiál SiC. Výrobní proces této rekrystalizované SiC krystalické lodičky s CVD-SiC povlakem je nejdelší a náklady jsou velmi vysoké. Ve srovnání s grafitovou krystalickou lodičkou potaženou SiC nemá rekrystalizovaná SiC krystalická lodička potažená CVD-SiC problém s nesouladem CTE, ale kyselé mytí a kolize mohou také způsobit odpadávání SiC povlaku. Její životnost je o něco delší, přibližně 2 až 3 roky.
3. Jednodílná krystalická loďka SiC bez CVD povlaku
U křišťálových lodiček bez CVD povlaku musí být povrch hustý. Existují dva typy hustých materiálů SiC: beztlakový slinutý SiC (SSiC) a reaktivně slinutý SiC (RBSiC, také známý jako křemíkem prostupující SiC, SiSiC). Ani jeden z těchto dvou typů SiC však nelze spojit do jednoho celku jako křemen. Není snadné vytvořit SiC z prášku a vypálit ho do přibližného tvaru jednodílné krystalové lodičky. SiC je navíc velmi tvrdý a obtížně zpracovatelný, což vede k extrémně vysokým nákladům na zpracování jednodílných krystalových lodiček SiC. Ačkoli je RBSiC o něco snazší vytvořit přibližný tvar než SSiC, stále je velmi tvrdý. RBSC navíc obsahuje 10 až 15 % volného Si, což mu znemožňuje odolat stejně vysokým teplotám jako materiály SSiC. Obecně odolává teplotám pod 1400 °C. Volný Si se navíc snadno leptá kyselinou HF, což vede k částicovým oxidům.
4. Modulární křišťálová loď Kallex SiC
Díly jednotky se zpracovávají tvářením, spékáním a broušením s použitím beztlakově spékaného materiálu SiC o čistotě 99,675 %. Poté se spojí pomocí šroubů, matic atd. z SSiC a upevní se kolíky SSiC pro zajištění nosnosti. Bez povlaku SiC nehrozí riziko částečného poškození povlaku. Navíc lze výrobek dlouhodobě používat v náročných podmínkách, jako jsou vysoké teploty (1600 °C) a kyselina HF, s životností delší než pět let.
Čas zveřejnění: 19. srpna 2025