1. Grafiittikristallivene CVD-SiC-pinnoitteella
Grafiittia on helppo käsitellä, ja siitä voidaan valmistaa yksiosainen kristallivene useilla menetelmillä yhdestä lohkomateriaalista. Koska grafiitti on huokoinen materiaali, sen pinnalle on levitettävä noin 100 μm paksu piikarbidikerros, jotta vältetään grafiittipinnan suora altistuminen erilaisille puolijohdevalmistukselle. Kerroksen paksuus kuitenkin...CVD-SiC-pinnoiteei ole helppo hallita, varsinkin joissakin syvissä rei'issä ja nurkissa, joissa pinnoite voi olla ohuempi. Grafiittirungon ja piikarbidikalvon CTE:n (lämpölaajenemiskerroin) epäsuhdan vuoksi (25–1400 ℃, keskimäärin 4,4 × 10e⁻¹/℃ SIC:lle ja 7,1 × 10e⁻¹/℃ grafiitille), piikarbidikalvo yleensä irtoaa useiden lämpötilan nousujen ja laskujen jälkeen. Kun grafiitti altistuu, syövyttäviä kaasuja tai nesteitä pääsee huokoiseen grafiittirunkoon ja niitä on vaikea poistaa kokonaan, mikä johtaa hiukkasten muodostumiseen korkean lämpötilan prosesseissa. Tämä piikarbidipäällysteinen grafiittivene on halvin ja sillä on lyhin käyttöikä, noin vuosi.
2. Uudelleenkiteytetty piikarbidikristallivene CVD-piikarbidipinnoitteella
Uudelleenkiteytetyt piikarbidikristalliveneet muodostetaan yleensä sintraamalla ja käsittelemällä ensin useita yksikköosia, sitten sitomalla jokainen osa piitahnalla korkeissa lämpötiloissa kideveneen muodostamiseksi ja lopuksi levittämällä CVD-SiC-pinnoite (noin 100 μm). Koska uudelleenkiteytys on huokoista, hiukkasia voidaan käyttää puolijohdeprosesseissa myös ilman piikarbidipinnoitetta. Lisäksi piitahna liimausvyöhykkeellä ei kestä samaa korkeaa lämpötilaa kuin piikarbidimateriaali. Tämän CVD-SiC-pinnoitteella varustetun uudelleenkiteytetyn piikarbidikristalliveneen valmistusprosessi on pisin ja kustannukset erittäin korkeat. Verrattuna piikarbidilla päällystetyn grafiittikristalliveneen kanssa, CVD-SiC-päällysteisellä uudelleenkiteytetyllä piikarbidikristalliveneen CVD-SiC-päällysteellä ei ole CTE-epäsuhtaongelmia, mutta happopesu ja törmäykset voivat myös aiheuttaa piikarbidipinnoitteen irtoamisen. Sen käyttöikä on hieman pidempi, noin 2–3 vuotta.
3. Yhden kappaleen piikarbidikristallivene ilman CVD-pinnoitetta
Kristalliveneiden, joissa ei ole CVD-pinnoitetta, pinnan on oltava tiivis. Tiheitä piikarbidimateriaaleja on kahdenlaisia: paineettomasti sintrattua piikarbidia (SSiC) ja reaktiosintrattua piikarbidia (RBSiC, joka tunnetaan myös nimellä piiläpäisevä piikarbidi, SiSiC). Kumpaakaan näistä piikarbidityypeistä ei kuitenkaan voida sulattaa yhdeksi yksiköksi kuten kvartsia. Piikarbidin muodostaminen jauheesta ja polttaminen likimääräiseen yhtenäisen kristalliveneen muotoon ei ole helppoa. Lisäksi piikarbidi on erittäin kovaa ja vaikeasti käsiteltävää, mikä johtaa erittäin korkeisiin yhtenäisen SiC-kristalliveneen käsittelykustannuksiin. Vaikka RBSiC:tä on hieman helpompi muotoilla likimääräiseen muotoon kuin SSiC:tä, se on silti erittäin kovaa. Lisäksi RBSC sisältää 10–15 % vapaata piitä, minkä vuoksi se ei kestä samoja korkeita lämpötiloja kuin SSiC-materiaalit. Yleensä se kestää alle 1400 °C:n lämpötiloja. Lisäksi vapaa piitä syövyttää helposti HF-happo, mikä johtaa hiukkasmaiseen hajoamiseen.
4. Kallex SiC -modulaarinen kristallivene
Yksikön osat käsitellään muovaamalla, sintraamalla ja hiomalla käyttäen paineettomasti sintrattua piikarbidimateriaalia, jonka puhtaus on 99,675 %. Sitten ne yhdistetään SSiC-ruuveilla, muttereilla jne. ja kiinnitetään SSiC-tapeilla kuormituksen kantavuuden varmistamiseksi. Ilman piikarbidipinnoitetta ei ole riskiä pinnoitteen osittaisesta vaurioitumisesta. Lisäksi sitä voidaan käyttää pitkään ankarissa olosuhteissa, kuten korkeissa lämpötiloissa (1600 ℃) ja HF-hapossa, ja sen käyttöikä on yli viisi vuotta.
Julkaisun aika: 19. elokuuta 2025