1.Grafīta kristāla laiva ar CVD-SiC pārklājumu
Grafītu ir viegli apstrādāt, un no viena blokmateriāla, veicot vairākas procedūras, to var izgatavot viengabala kristāla laivā. Tā kā grafīts ir porains materiāls, tā virsmai jāuzklāj aptuveni 100 μm biezs SiC slānis, lai novērstu specifiskas problēmas, ko rada grafīta virsmas tieša saskare ar dažādiem pusvadītāju ražošanas materiāliem. Tomēr slāņa biezumsCVD-SiC pārklājumsnav viegli kontrolēt, īpaši dažos dziļos caurumos un stūros, kur pārklājums var būt plānāks. Grafīta korpusa un SiC plēves CTE (termiskās izplešanās koeficienta) neatbilstības dēļ (25–1400 ℃, vidēji 4,4 × 10e⁻¹/℃ SIC un 7,1 × 10e⁻¹/℃ grafītam), SiC plēve parasti pēc vairākiem temperatūras paaugstinājumiem un pazeminājumiem nokrītas. Kad grafīts ir pakļauts, porainajā grafīta korpusā iekļūs kodīgas gāzes vai šķidrumi, kurus būs grūti pilnībā noņemt, tādējādi augstas temperatūras procesos radot daļiņas. Šī ar SiC pārklātā grafīta laiva ir lētākā un tai ir visīsākais kalpošanas laiks, aptuveni viens gads.
2.Pārkristalizēta SiC kristāla laiva ar CVD-SiC pārklājumu
Pārkristalizētas SiC kristāla laiviņas parasti veido, vispirms saķepinot un apstrādājot vairākas vienības detaļas, pēc tam katru detaļu augstā temperatūrā savienojot ar Si pastu, lai izveidotu kristāla laivu, un visbeidzot uzklājot CVD-SiC pārklājumu (apmēram 100 μm). Tā kā pārkristalizācija ir poraina, daļiņas var ievadīt pusvadītāju procesos arī bez SiC pārklājuma. Turklāt Si pasta savienošanas zonā nevar izturēt tikpat augstu temperatūru kā SiC materiāls. Šīs pārkristalizētās SiC kristāla laiviņas ar CVD-SiC pārklājumu ražošanas process ir visilgākais, un izmaksas ir ļoti augstas. Salīdzinot ar grafīta kristāla laivu, kas pārklāta ar SiC, pārkristalizētajai SiC kristāla laivai, kas pārklāta ar CVD-SiC, nav CTE neatbilstības problēmu, taču skābes mazgāšana un sadursmes var izraisīt arī SiC pārklājuma nokrišanu. Tās kalpošanas laiks ir nedaudz ilgāks, apmēram 2 līdz 3 gadi.
3. Viengabala SiC kristāla laiva bez CVD pārklājuma
Kristāla laivām bez CVD pārklājuma virsmai jābūt blīvai. Ir divu veidu blīvi SiC materiāli: bezspiediena saķepināts SiC (SSiC) un reakcijas saķepināts SiC (RBSiC, pazīstams arī kā silīcija permeāts SiC, SiSiC). Tomēr nevienu no šiem diviem SiC veidiem nevar sapludināt vienā vienībā, piemēram, kvarcu. Nav viegli veidot SiC no pulvera un apdedzināt to viengabala kristāla laivas aptuvenā formā. Turklāt SiC ir ļoti ciets un grūti apstrādājams, kas rada ārkārtīgi augstas viengabala SiC kristāla laivu apstrādes izmaksas. Lai gan RBSiC ir nedaudz vieglāk veidot aptuvenu formu nekā SSiC, tas joprojām ir ļoti ciets. Turklāt RBSC satur 10 līdz 15% brīva Si, kas padara to nespējīgu izturēt tikpat augstu temperatūru kā SSiC materiāli. Parasti tas var izturēt temperatūru zem 1400 °C. Turklāt brīvo Si viegli kodina HF skābe, kā rezultātā rodas daļiņas.
4. Kallex SiC modulārā kristāla laiva
Vienības detaļas tiek apstrādātas, veidojot, saķepinot un slīpējot, izmantojot bezspiediena saķepinātu SiC materiālu ar tīrības pakāpi 99,675%. Pēc tam tās savieno kopā ar SSiC skrūvēm, uzgriežņiem utt. un nostiprina ar SSiC tapām, lai nodrošinātu nestspēju. Bez SiC pārklājuma nepastāv daļēja pārklājuma bojājuma risks. Turklāt to var ilgstoši izmantot skarbos apstākļos, piemēram, augstā temperatūrā (1600 ℃) un HF skābē, ar kalpošanas laiku, kas pārsniedz piecus gadus.
Publicēšanas laiks: 2025. gada 19. augusts