炭化ケイ素炭化ケイ素は、ケイ素と炭素を含む硬質化合物であり、天然では極めて希少な鉱物であるモアッサナイトとして産出される。炭化ケイ素粒子は焼結によって結合され、非常に硬いセラミックスを形成する。これらのセラミックスは、高い耐久性が求められる用途、特に半導体製造プロセスにおいて広く利用されている。
SiCの物理構造
SiCコーティングとは何ですか?
SiCコーティングは、緻密で耐摩耗性に優れた炭化ケイ素コーティングであり、高い耐腐食性、耐熱性、そして優れた熱伝導性を備えています。この高純度SiCコーティングは、主に半導体および電子機器業界において、ウェーハキャリア、ベース、発熱体を腐食性および反応性環境から保護するために使用されます。また、SiCコーティングは、真空炉や、高真空、反応性、酸素環境下での試料加熱にも適しています。
高純度SiCコーティング表面
SiCコーティングプロセスとはどのようなものですか?
シリコンカーバイドの薄層を基板表面に堆積させるには、CVD(化学気相成長法)成膜は通常1200~1300℃の温度で行われ、熱応力を最小限に抑えるために、基板材料の熱膨張特性はSiCコーティングと適合している必要がある。

CVD SiCコーティング膜の結晶構造
SiCコーティングの物理的特性は、主に耐高温性、硬度、耐腐食性、および熱伝導率に反映される。
一般的な物理パラメータは以下のとおりです。
硬度SiCコーティングは通常、ビッカース硬度が2000~2500HVの範囲であり、これにより産業用途において非常に高い耐摩耗性と耐衝撃性を発揮します。
密度SiCコーティングの密度は通常3.1~3.2g/cm³です。この高密度が、コーティングの機械的強度と耐久性に貢献しています。
熱伝導率SiCコーティングは高い熱伝導率を持ち、一般的に120~200W/mK(20℃時)の範囲です。このため、高温環境下でも優れた熱伝導性を発揮し、半導体産業における熱処理装置に特に適しています。
融点炭化ケイ素の融点は約2730℃で、極端な温度においても優れた熱安定性を示します。
熱膨張係数SiCコーティングは線膨張係数(CTE)が低く、一般的に4.0~4.5 µm/mK(25~1000℃)の範囲です。これは、大きな温度差においても寸法安定性に優れていることを意味します。
耐腐食性SiCコーティングは、強酸、強アルカリ、酸化環境において極めて高い耐腐食性を持ち、特に強酸(HFやHClなど)を使用した場合、その耐腐食性は従来の金属材料をはるかに凌駕します。
SiCコーティング用基板
SiCコーティングは、基材の耐食性、耐高温性、耐プラズマ侵食性を向上させるためによく用いられます。一般的な適用基材には、以下のようなものがあります。
| 基材の種類 | 応募理由 | 典型的な使用例 |
| 黒鉛 | 軽量構造、優れた熱伝導性 しかしプラズマによる腐食を受けやすく、SiCコーティングによる保護が必要です。 | 真空チャンバー部品、グラファイトボート、プラズマエッチングトレイなど。 |
| 石英(石英/SiO₂) | 高純度だが腐食しやすい コーティングによりプラズマ侵食耐性が向上する | CVD/PECVDチャンバー部品 |
| セラミックス(アルミナ Al₂O₃ など) | - 高強度で安定した構造 コーティングにより表面の耐腐食性が向上します。 | チャンバーの内張り、備品など |
| 金属(モリブデン、チタンなど) | 熱伝導性は良好だが、耐食性は低い。 コーティングにより表面の安定性が向上します。 | 特殊プロセス反応成分 |
| 炭化ケイ素焼結体(SiCバルク) | - 複雑な作業条件に対する高い要求がある環境向け コーティングにより、純度と耐腐食性がさらに向上します。 | ハイエンドCVD/ALDチャンバーコンポーネント |
SiCコーティング製品は、以下の半導体分野で一般的に使用されています。
SiCコーティング製品は半導体製造プロセスにおいて広く使用されており、主に高温、高腐食性、高プラズマ環境下で用いられています。以下に、主な応用プロセスや分野とその概要を示します。
| 応募プロセス/分野 | 簡単な説明 | 炭化ケイ素コーティング機能 |
| プラズマエッチング(エッチング) | パターン転写にはフッ素系または塩素系ガスを使用する | プラズマ侵食に強く、粒子や金属の汚染を防ぐ |
| 化学気相成長法(CVD/PECVD) | 酸化物、窒化物、その他の薄膜の成膜 | 腐食性前駆体ガスに耐性があり、部品の寿命を延ばします。 |
| 物理蒸着(PVD)チャンバー | コーティングプロセス中の高エネルギー粒子の衝撃 | 反応室の耐侵食性と耐熱性を向上させる |
| MOCVDプロセス(SiCエピタキシャル成長など) | 高温および高水素腐食性雰囲気下での長期反応 | 装置の安定性を維持し、結晶の成長過程における汚染を防ぐ。 |
| 熱処理プロセス(LPCVD、拡散、アニーリングなど) | 通常は高温かつ真空/大気圧下で行われる | グラファイト製のボートやトレイを酸化や腐食から保護する |
| ウェハーキャリア/チャック(ウェハー搬送用) | ウェーハの移送または支持のためのグラファイトベース | 粒子放出を減らし、接触汚染を避ける |
| ALDチャンバーコンポーネント | 原子層堆積を繰り返しかつ正確に制御する | このコーティングはチャンバーを清潔に保ち、前駆物質に対する高い耐腐食性を備えている。 |
VET Energyを選ぶ理由とは?
VET Energyは、中国におけるSiCコーティング製品の大手メーカー、イノベーター、リーダーであり、主なSiCコーティング製品には以下が含まれます。SiCコーティングを施したウェハーキャリアSiCコーティングエピタキシャルサセプター, SiCコーティングされたグラファイトリング, SiCコーティングを施した半月型部品, SiCコーティングされた炭素-炭素複合材, SiCコーティングされたウェハボート, SiCコーティングヒーターVET Energyは、半導体業界に最先端の技術と製品ソリューションを提供することに尽力しており、カスタマイズサービスもサポートしています。中国における長期的なパートナーとして、皆様とご縁できることを心より願っております。
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投稿日時:2024年10月18日
