پوشش SIC چیست؟

کاربید سیلیکونترکیبی سخت حاوی سیلیکون و کربن است و در طبیعت به عنوان ماده معدنی بسیار کمیاب مویزنیت یافت می‌شود. ذرات کاربید سیلیکون را می‌توان با پخت به هم متصل کرد تا سرامیک‌های بسیار سختی تشکیل شوند که به طور گسترده در کاربردهایی که نیاز به دوام بالا دارند، به ویژه در فرآیند نیمه‌هادی، مورد استفاده قرار می‌گیرند.

ساختار فیزیکی SiC

پوشش SiC چیست؟

پوشش SiC یک پوشش کاربید سیلیکون متراکم و مقاوم در برابر سایش با مقاومت در برابر خوردگی و حرارت بالا و رسانایی حرارتی عالی است. این پوشش SiC با خلوص بالا در درجه اول در صنایع نیمه هادی و الکترونیک برای محافظت از حامل های ویفر، پایه ها و عناصر گرمایشی در برابر محیط های خورنده و واکنش پذیر استفاده می شود. پوشش SiC همچنین برای کوره های خلاء و گرمایش نمونه در محیط های خلاء بالا، واکنش پذیر و اکسیژن مناسب است.

سطح پوشش SiC با خلوص بالا

فرآیند پوشش SiC چیست؟

یک لایه نازک از کاربید سیلیکون با استفاده از ... روی سطح زیرلایه رسوب داده می‌شود.رسوب بخار شیمیایی (CVD)رسوب‌گذاری معمولاً در دماهای 1200 تا 1300 درجه سانتیگراد انجام می‌شود و رفتار انبساط حرارتی ماده زیرلایه باید با پوشش SiC سازگار باشد تا تنش حرارتی به حداقل برسد.

ساختار کریستالی فیلم SIC به روش CVD

ساختار کریستالی فیلم پوشش CVD SIC

خواص فیزیکی پوشش SiC عمدتاً در مقاومت در برابر دمای بالا، سختی، مقاومت در برابر خوردگی و رسانایی حرارتی آن منعکس می‌شود.

پارامترهای فیزیکی معمول معمولاً به شرح زیر هستند:

سختیپوشش‌های SiC معمولاً سختی ویکرز در محدوده 2000 تا 2500 HV دارند که به آنها مقاومت سایشی و ضربه‌ای بسیار بالایی در کاربردهای صنعتی می‌دهد.

تراکمپوشش‌های SiC معمولاً چگالی 3.1 تا 3.2 گرم بر سانتی‌متر مکعب دارند. چگالی بالا به استحکام مکانیکی و دوام پوشش کمک می‌کند.

رسانایی حرارتیپوشش‌های SiC رسانایی حرارتی بالایی دارند، معمولاً در محدوده 120-200 W/mK (در دمای 20 درجه سانتیگراد). این امر به آنها رسانایی حرارتی خوبی در محیط‌های با دمای بالا می‌دهد و آنها را به ویژه برای تجهیزات عملیات حرارتی در صنعت نیمه‌هادی مناسب می‌کند.

نقطه ذوبکاربید سیلیکون نقطه ذوب تقریباً 2730 درجه سانتیگراد دارد و در دماهای بسیار بالا پایداری حرارتی عالی دارد.

ضریب انبساط حرارتیپوشش‌های SiC ضریب انبساط حرارتی خطی (CTE) پایینی دارند، معمولاً در محدوده 4.0-4.5 میکرومتر بر میلی‌کلوین (در دمای 25-1000 درجه سانتیگراد). این بدان معناست که پایداری ابعادی آن در اختلاف دمای زیاد عالی است.

مقاومت در برابر خوردگیپوشش‌های SiC در برابر خوردگی در محیط‌های اسیدی، قلیایی و اکسیدکننده قوی بسیار مقاوم هستند، به خصوص هنگام استفاده از اسیدهای قوی (مانند HF یا HCl)، مقاومت در برابر خوردگی آنها بسیار فراتر از مواد فلزی مرسوم است.

زیرلایه کاربردی پوشش SiC

پوشش SiC اغلب برای بهبود مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت در برابر دمای بالا و مقاومت در برابر فرسایش پلاسمای زیرلایه استفاده می‌شود. زیرلایه‌های کاربردی رایج شامل موارد زیر هستند:

نوع بستر	دلیل درخواست	کاربرد معمول
گرافیت	- ساختار سبک، رسانایی حرارتی خوب - اما به راحتی توسط پلاسما خورده می‌شود، نیاز به محافظت با پوشش SiC دارد	قطعات محفظه خلاء، قایق‌های گرافیتی، سینی‌های حکاکی پلاسما و غیره
کوارتز (کوارتز/SiO₂)	- خلوص بالا اما به راحتی خورده می‌شود - پوشش، مقاومت در برابر فرسایش پلاسما را افزایش می‌دهد	قطعات محفظه CVD/PECVD
سرامیک‌ها (مانند آلومینا Al₂O₃)	- ساختار با استحکام بالا و پایدار - پوشش، مقاومت در برابر خوردگی سطح را بهبود می‌بخشد	پوشش محفظه، وسایل و غیره
فلزات (مانند مولیبدن، تیتانیوم و غیره)	- رسانایی حرارتی خوب اما مقاومت در برابر خوردگی ضعیف - پوشش، پایداری سطح را بهبود می‌بخشد	اجزای واکنش فرآیند ویژه
بدنه متخلخل سیلیکون کاربید (حجم SiC)	- برای محیط‌هایی با الزامات بالا برای شرایط کاری پیچیده - پوشش، خلوص و مقاومت در برابر خوردگی را بیشتر بهبود می‌بخشد	قطعات پیشرفته محفظه CVD/ALD

محصولات پوشش داده شده با SiC معمولاً در زمینه‌های نیمه‌هادی زیر استفاده می‌شوند:

محصولات پوشش SiC به طور گسترده در پردازش نیمه‌هادی‌ها، عمدتاً در محیط‌های با دمای بالا، خوردگی بالا و پلاسمای قوی استفاده می‌شوند. در زیر چندین فرآیند یا زمینه کاربردی اصلی و توضیحات مختصری ارائه شده است:

فرآیند/زمینه درخواست	شرح مختصر	عملکرد پوشش سیلیکون کاربید
اچینگ پلاسما (حکاکی)	برای انتقال الگو از گازهای مبتنی بر فلوئور یا کلر استفاده کنید	مقاومت در برابر فرسایش پلاسما و جلوگیری از آلودگی ذرات و فلزات
رسوب بخار شیمیایی (CVD/PECVD)	رسوب‌دهی اکسید، نیترید و سایر لایه‌های نازک	در برابر گازهای خورنده پیش‌ساز مقاومت کرده و عمر قطعات را افزایش می‌دهد
محفظه رسوب فیزیکی بخار (PVD)	بمباران ذرات پرانرژی در طول فرآیند پوشش‌دهی	بهبود مقاومت در برابر فرسایش و مقاومت حرارتی محفظه واکنش
فرآیند MOCVD (مانند رشد اپیتاکسیال SiC)	واکنش طولانی مدت تحت دمای بالا و اتمسفر خورنده با هیدروژن بالا	حفظ پایداری تجهیزات و جلوگیری از آلودگی کریستال‌های در حال رشد
فرآیندهای عملیات حرارتی (LPCVD، دیفیوژن، آنیل و غیره)	معمولاً در دمای بالا و خلأ/اتمسفر انجام می‌شود	محافظت از قایق‌ها و سینی‌های گرافیتی در برابر اکسیداسیون یا خوردگی
حامل/سه نظام ویفر (جابجایی ویفر)	پایه گرافیتی برای انتقال یا پشتیبانی ویفر	کاهش ریزش ذرات و جلوگیری از آلودگی تماسی
اجزای محفظه ALD	کنترل مکرر و دقیق رسوب لایه اتمی	این پوشش محفظه را تمیز نگه می‌دارد و مقاومت بالایی در برابر خوردگی در برابر پیش‌سازها دارد.

چرا انرژی VET را انتخاب کنیم؟

VET Energy یک تولیدکننده، نوآور و پیشرو در محصولات پوشش SiC در چین است که محصولات اصلی پوشش SiC شامل موارد زیر است:حامل ویفر با پوشش SiC، روکش شده با SiCگیرنده اپیتاکسیال, حلقه گرافیتی روکش شده با SiC, قطعات نیم‌دایره با پوشش SiC, کامپوزیت کربن-کربن با پوشش SiC, قایق ویفر روکش شده با SiC, بخاری با روکش SiCو غیره. شرکت VET Energy متعهد به ارائه فناوری و راه‌حل‌های نهایی محصول به صنعت نیمه‌هادی است و از خدمات سفارشی‌سازی پشتیبانی می‌کند. ما صمیمانه مشتاقانه منتظریم که شریک بلندمدت شما در چین باشیم.