1. Łódka z kryształu grafitowego z powłoką CVD-SiC
Grafit jest łatwy w obróbce i można go przekształcić w jednoczęściową łódkę krystaliczną poprzez wiele procesów z jednego bloku. Ponieważ grafit jest materiałem porowatym, jego powierzchnia musi zostać pokryta warstwą SiC o grubości około 100 μm, aby zapobiec problemom wynikającym z bezpośredniego narażenia powierzchni grafitu na działanie różnych procesów produkcji półprzewodników. Jednak grubośćPowłoka CVD-SiCNie jest łatwy do kontrolowania, szczególnie w niektórych głębokich otworach i narożnikach, gdzie powłoka może być cieńsza. Ze względu na niedopasowanie współczynnika rozszerzalności cieplnej (CTE) między korpusem grafitowym a warstwą SiC (25–1400°C, ze średnią wartością 4,4×10e-6/°C dla SiC i 7,1×10e-6/°C dla grafitu), warstwa SiC zazwyczaj odpada po kilku wzrostach i spadkach temperatury. Po odsłonięciu grafitu, gazy lub ciecze powodujące korozję przedostaną się do porowatego korpusu grafitowego i będą trudne do całkowitego usunięcia, co prowadzi do powstawania cząstek stałych w procesach wysokotemperaturowych. Ta łódź grafitowa pokryta SiC jest najtańsza i ma najkrótszą żywotność, około roku.
2. Łódeczka z rekrystalizowanego kryształu SiC z powłoką CVD-SiC
Rekrystalizowane łódeczki z kryształu SiC są zazwyczaj formowane poprzez spiekanie i obróbkę kilku części, a następnie łączenie każdej części pastą krzemową w wysokich temperaturach w celu utworzenia łódeczki krystalicznej, a na koniec nakładanie powłoki CVD-SiC (około 100 µm). Ponieważ rekrystalizacja jest porowata, cząstki mogą być również wprowadzane do procesów półprzewodnikowych bez powłoki SiC. Ponadto pasta krzemowa w strefie łączenia nie wytrzymuje tak wysokiej temperatury jak materiał SiC. Proces produkcji tej rekrystalizowanej łódeczki z kryształu SiC z powłoką CVD-SiC jest najdłuższy, a jednocześnie bardzo kosztowny. W porównaniu z grafitową łódeczką pokrytą SiC, rekrystalizowana łódeczka z kryształu SiC pokryta CVD-SiC nie ma problemu z niedopasowaniem współczynnika rozszerzalności cieplnej (CTE), ale mycie kwasem i kolizje mogą również spowodować odpadanie powłoki SiC. Jej żywotność jest nieco dłuższa, około 2 do 3 lat.
3. Jednoczęściowa łódź SiC Crystal bez powłoki CVD
W przypadku łódek kryształowych bez powłoki CVD powierzchnia musi być gęsta. Istnieją dwa rodzaje gęstych materiałów SiC: SiC spiekany bezciśnieniowo (SSiC) i SiC spiekany reakcyjnie (RBSiC, znany również jako SiC przesiąknięty krzemem, SiSiC). Jednak żadnego z tych dwóch rodzajów SiC nie można stopić w jedną całość, tak jak kwarcu. Nie jest łatwo uformować SiC z proszku i wypalić go w przybliżony kształt jednoczęściowej łódki kryształowej. Ponadto SiC jest bardzo twardy i trudny w obróbce, co prowadzi do ekstremalnie wysokich kosztów przetwarzania jednoczęściowych łódek kryształowych SiC. Chociaż RBSiC jest nieco łatwiej uformować w przybliżony kształt niż SSiC, nadal jest bardzo twardy. Ponadto RBSC zawiera 10 do 15% wolnego Si, co sprawia, że nie jest w stanie wytrzymać tak wysokich temperatur jak materiały SSiC. Generalnie wytrzymuje temperatury poniżej 1400°C. Co więcej, wolny krzem jest łatwo trawiony kwasem HF, co prowadzi do powstawania cząstek.
4.Łódź modułowa Kallex SiC Crystal
Elementy urządzenia są poddawane obróbce poprzez formowanie, spiekanie i szlifowanie z użyciem bezciśnieniowego spieku SiC o czystości 99,675%. Następnie są łączone za pomocą śrub, nakrętek itp. ze stali nierdzewnej (SSiC) i mocowane za pomocą kołków SSiC, aby zapewnić nośność. Brak powłoki SiC eliminuje ryzyko uszkodzenia powłoki. Co więcej, urządzenie może być długotrwale użytkowane w trudnych warunkach, takich jak wysokie temperatury (1600°C) i kwas HF, z żywotnością ponad pięciu lat.
Czas publikacji: 19.08.2025