1. Grafittkrystallbåt med CVD-SiC-belegg
Grafitt er lett å bearbeide og kan lages til en krystallbåt i ett stykke gjennom flere prosedyrer fra et enkelt blokkmateriale. Siden grafitt er et porøst materiale, må et SiC-lag med en tykkelse på omtrent 100 μm belegges på overflaten for å forhindre det delvise problemet forårsaket av direkte eksponering av grafittoverflaten for ulike halvlederproduksjonsprosesser. Tykkelsen påCVD-SiC-belegger ikke lett å kontrollere, spesielt i noen dype hull og hjørner der belegget kan være tynnere. På grunn av uoverensstemmelsen i CTE (termisk utvidelseskoeffisient) mellom grafittlegemet og SiC-filmen (25–1400 ℃, med et gjennomsnitt på 4,4 × 10e⁻⁶/℃ for SIC og 7,1 × 10e⁻⁶/℃ for grafitt), har SiC-filmen vanligvis en tendens til å falle av etter flere temperaturøkninger og -fall. Når grafitt eksponeres, vil etsende gasser eller væsker trenge inn i det porøse grafittlegemet og være vanskelige å fjerne helt, noe som fører til generering av partikler i høytemperaturprosesser. Denne SiC-belagte grafittbåten er den billigste og har den korteste levetiden, omtrent ett år.
2. Omkrystallisert SiC-krystallbåt med CVD-SiC-belegg
Rekrystalliserte SiC-krystallbåter dannes vanligvis ved sintring og bearbeiding av flere enhetsdeler først, deretter binding av hver del med Si-pasta ved høye temperaturer for å danne en krystallbåt, og til slutt påføring av et CVD-SiC-belegg (ca. 100 µm). Fordi rekrystallisering er porøst, kan partikler også introduseres i halvlederprosesser uten et SiC-belegg. I tillegg tåler ikke Si-pastaen i bindingssonen den samme høye temperaturen som SiC-materialet. Produksjonsprosessen for denne rekrystalliserte SiC-krystallbåten med CVD-SiC-belegg er den lengste, og kostnaden er svært høy. Sammenlignet med grafittkrystallbåten belagt med SiC, har den rekrystalliserte SiC-krystallbåten belagt med CVD-SiC ikke noe CTE-mismatch-problem, men syrevask og kollisjon kan også føre til at SiC-belegget faller av. Levetiden er litt lengre, omtrent 2 til 3 år.
3. Endelt SiC-krystallbåt uten CVD-belegg
For krystallbåter uten CVD-belegg må overflaten være tett. Det finnes to typer tette SiC-materialer: trykkløs sintret SiC (SSiC) og reaksjonssintret SiC (RBSiC, også kjent som silisiumpermeert SiC, SiSiC). Imidlertid kan ingen av disse to typene SiC smeltes sammen til én enhet som kvarts. Det er ikke lett å danne SiC fra pulver og brenne det til en omtrentlig form av en enkelt krystallbåt. Dessuten er SiC veldig hardt og vanskelig å bearbeide, noe som fører til ekstremt høye prosesseringskostnader for enkelt SiC-krystallbåter. Selv om RBSiC er litt lettere å danne en omtrentlig form enn SSiC, er det fortsatt veldig hardt. I tillegg inneholder RBSC 10 til 15 % fritt Si, noe som gjør at det ikke tåler de samme høye temperaturene som SSiC-materialer. Generelt tåler det temperaturer under 1400 °C. Dessuten etses det frie Si lett av HF-syre, noe som fører til partikulær avleiring.
4. Kallex SiC modulær krystallbåt
Enhetsdelene bearbeides ved forming, sintring og sliping ved bruk av trykkløst sintret SiC-materiale med en renhet på 99,675 %. Deretter kombineres de med SSiC-skruer, muttere osv., og festes med SSiC-pinner for å sikre bæreevnen. Uten SiC-belegg er det ingen risiko for delvis beleggskade. Dessuten kan den brukes i lang tid i tøffe miljøer, som høye temperaturer (1600 ℃) og HF-syre, med en levetid på mer enn fem år.
Publisert: 19. august 2025