Кеуекті кремний карбиді керамикасын өңдеу және қасиеттері

ІІ. Кіріспе

Кеуекті кремний карбиді (кеуекті SiC) керамикасыкремний карбидінің керемет қасиеттерін мұқият жасалған кеуекті құрылыммен біріктіретін озық керамикалық материалдар болып табылады. Тығыз SiC керамикасынан айырмашылығы, кеуекті SiC бақыланатын өткізгіштік, жеңіл дизайн, жылу оқшаулау және сұйықтықты тасымалдау мүмкіндігін жақсарту сияқты қосымша функцияларды қамтамасыз ететін өзара байланысты кеуектерді енгізеді.

Тамаша термиялық тұрақтылығы, химиялық төзімділігі және механикалық сенімділігімен кеуекті SiC керамикасы жоғары температуралы салаларда, әсіресе жартылай өткізгіштер өндірісінде маңызды бола бастады, мұнда технологиялық орта жоғары тазалықты, коррозияға төзімділікті және ұзақ мерзімді жұмыс тұрақтылығын талап етеді.

Ⅱ. Кеуекті кремний карбидті керамикасының материалдық қасиеттері

1. Жоғары температурадағы тұрақтылық

Кремний карбиді күшті Si-C ковалентті байланысының арқасында экстремалды температурада тамаша жұмыс істеуімен танымал. Кеуекті SiC жоғары температуралы ортада құрылымдық тұтастықты сақтайды, бұл оны жартылай өткізгіш термиялық өңдеуге, эпитаксия жүйелеріне және пеш компоненттеріне жарамды етеді.

Оның төмен жылулық кеңею коэффициенті және тамаша жылулық соққыға төзімділігі деформацияны азайтуға және процестің тұрақтылығын жақсартуға көмектеседі.

2. Жоғары химиялық және плазмалық төзімділік

Жартылай өткізгіштер өндірісі агрессивті газдар мен плазмалық орталарды, соның ішінде хлор негізіндегі газдарды, фтор плазмасын және жоғары температуралы реактивті атмосфераны қамтиды.

Кеуекті SiC керамикасы келесі мүмкіндіктерді ұсынады:

• Керемет тотығуға төзімділік
• Жоғары химиялық тұрақтылық
• Плазма эрозиясына төзімділігі жоғары
• Ластанудың төмен сипаттамалары

Бұл артықшылықтар бөлшектердің пайда болуын азайтуға және жартылай өткізгіш жабдықтардағы компоненттердің қызмет ету мерзімін ұзартуға көмектеседі.

3. Бақыланатын кеуектілік және газ өткізгіштігі

Кеуекті SiC-тің басты артықшылығы - оның реттелетін кеуекті құрылымы. Өндірушілер кеуек өлшемін, таралуын және қосылуын басқару арқылы механикалық беріктік пен өткізгіштік арасындағы тепе-теңдікті оңтайландыра алады.

Бұл бірегей мүмкіндік кеуекті SiC-ге келесідей жұмыс істеуге мүмкіндік береді:

• Газ диффузиялық материалдары
• Сүзу құрылымдары
• Жылуды басқару компоненттері

3. Кеуекті кремний карбиді керамикасын өңдеу технологиялары

Кеуекті SiC керамикасының өнімділігі көбінесе өндіріс әдістері мен микроқұрылым дизайнына байланысты.

Көмірсутектерді тотықсыздандыру

Бұл дәстүрлі процесс кремний құрамдас материалдар мен көміртек көздері арасындағы жоғары температуралық реакциялар арқылы кеуекті SiC түзеді. Бұл тамаша термиялық тұрақтылығы бар жоғары тазалықтағы SiC қаңқаларын қалыптастыруға мүмкіндік береді.

Сұйық фазалық күйдіру

Сұйық фазалы күйдіру бөлшектердің байланысын және тығыздалуын жақсарту үшін қоспаларды пайдаланады. Өндірушілер күйдіру температурасын және қоспа химиясын реттеу арқылы оңтайлы механикалық беріктікке және кеуектердің таралуына қол жеткізе алады.

Химиялық бу инфильтрациясы (ХБИ)

CVI газ тәрізді прекурсорларды кеуекті құрылымдарға енгізеді, онда SiC ішкі беттерде жиналады. Бұл әдіс құрылымдық беріктікті, тазалықты және жоғары температурадағы беріктікті жақсартады.

Көбіктену және шаблон әдістері

Көбіктеу және шаблонға негізделген технологиялар кеуек түзуші агенттерді немесе құрбандық шаблондарын басқару арқылы иерархиялық кеуек құрылымдарын жасайды. Бұл әдістер тамаша өткізгіштікті және теңшелген кеуек архитектураларын қамтамасыз етеді.

Ⅳ. Жартылай өткізгіштер өндірісіндегі қолданылуы

Термиялық, химиялық және құрылымдық қасиеттерінің ерекше үйлесіміне байланысты кеуекті SiC керамикасы жартылай өткізгіш процестерде барған сайын кеңінен қолданылады.

Газ тарату компоненттері

CVD, PECVD және ALD жүйелерінде кеуекті SiC біркелкі технологиялық газ ағынына қол жеткізу және қабықшаның тұндыру консистенциясын жақсарту үшін газ диффузорлары және тарату пластиналары ретінде қызмет ете алады.

Плазмалық өңдеу жабдықтары

Плазмалық өңдеу және тазалау жүйелерінде кеуекті SiC компоненттері коррозиялық плазмалық орталарға жоғары төзімділікті қамтамасыз етеді, бөлшектердің ластануын азайтады және жабдықтың сенімділігін арттырады.

SiC және GaN эпитакси жүйелері

Үшінші буын жартылай өткізгіш өндірісінде кеуекті SiC жоғары температуралы эпитаксиалды өсу орталарында термиялық басқаруды және процестің тұрақтылығын жақсартуға ықпал етеді.

Вафлиді өңдеу компоненттері

Кеуекті SiC вакуумдық патрондарыжәнепластина тіректеріпластиналарды тексеру, литография және термиялық өңдеу үшін жоғары дәлдікті, төмен ластануды және тамаша химиялық төзімділікті қамтамасыз етеді.

ІІІ Қорытынды

Кеуекті кремний карбиді керамикасыэволюциясын білдіредіSiC материалдарыдәстүрлі құрылымдық керамикадан функционалды жартылай өткізгіш компоненттерге дейін. Озық өңдеу технологиялары және дәл кеуекті құрылымды басқару арқылы кеуекті SiC беріктік, өткізгіштік, термиялық өнімділік және химиялық тұрақтылық арасындағы тамаша тепе-теңдікке қол жеткізеді.

Жартылай өткізгіштер өндірісі жоғары температураға және ластануды бақылауды күшейтуге қарай алға жылжуды жалғастырған сайын, кеуекті SiC керамикасы маңызды рөл атқара береді...CVD жүйелері, плазмалық өңдеу жабдықтары, пластиналарды өңдеу және келесі буын жартылай өткізгіштерді жасау технологиялары.