1. Barco de cristal de grafite com revestimento de CVD-SiC
O grafite é fácil de processar e pode ser transformado em um cristal em forma de barco de peça única através de múltiplos procedimentos a partir de um único bloco de material. Como o grafite é um material poroso, uma camada de SiC com espessura de aproximadamente 100 μm deve ser depositada em sua superfície para evitar o problema de partículas causado pela exposição direta da superfície do grafite a diversos processos de fabricação de semicondutores. No entanto, a espessura da camada de SiC pode ser um fator limitante para a sua aplicação.Revestimento CVD-SiCNão é fácil de controlar, especialmente em alguns orifícios profundos e cantos onde o revestimento pode ser mais fino. Devido à diferença no coeficiente de expansão térmica (CTE) entre o corpo de grafite e o filme de SiC (25-1400 °C, com uma média de 4,4 × 10⁻⁶/°C para o SiC e 7,1 × 10⁻⁶/°C para a grafite), o filme de SiC geralmente tende a se desprender após vários ciclos de aumento e diminuição de temperatura. Quando a grafite é exposta, gases ou líquidos corrosivos penetram no corpo poroso de grafite e são difíceis de remover completamente, levando à geração de partículas em processos de alta temperatura. Este barco de grafite revestido com SiC é o mais barato e tem a menor vida útil, aproximadamente um ano.
2. Barco de cristal de SiC recristalizado com revestimento de CVD-SiC
Os barcos de cristal de SiC recristalizado são geralmente formados pela sinterização e processamento de várias unidades, seguida da colagem de cada unidade com pasta de silício em altas temperaturas para formar um barco de cristal e, finalmente, pela aplicação de um revestimento de SiC por CVD (cerca de 100 µm). Como a recristalização é um processo poroso, partículas podem ser introduzidas nos processos semicondutores mesmo sem o revestimento de SiC. Além disso, a pasta de silício na zona de colagem não suporta as mesmas altas temperaturas que o material de SiC. O processo de fabricação deste barco de cristal de SiC recristalizado com revestimento de SiC por CVD é o mais longo e o mais caro. Comparado com o barco de cristal de grafite revestido com SiC, o barco de cristal de SiC recristalizado revestido com SiC por CVD não apresenta problemas de incompatibilidade de coeficiente de expansão térmica (CTE), mas a lavagem ácida e colisões podem causar o desprendimento do revestimento de SiC. Sua vida útil é ligeiramente maior, de cerca de 2 a 3 anos.
3. Barco de cristal SiC de peça única sem revestimento CVD
Para barcos de cristal sem revestimento CVD, a superfície deve ser densa. Existem dois tipos de materiais de SiC densos: SiC sinterizado sem pressão (SSiC) e SiC sinterizado por reação (RBSiC, também conhecido como SiC permeado por silício, SiSiC). No entanto, nenhum desses dois tipos de SiC pode ser fundido em uma única peça como o quartzo. Não é fácil moldar SiC a partir de pó e queimá-lo em um formato aproximado de um barco de cristal monobloco. Além disso, o SiC é muito duro e difícil de processar, o que resulta em um custo de processamento extremamente alto para barcos de cristal de SiC monobloco. Embora o RBSiC seja ligeiramente mais fácil de moldar em um formato aproximado do que o SSiC, ele ainda é muito duro. Ademais, o RBSiC contém de 10 a 15% de Si livre, o que o torna incapaz de suportar as mesmas altas temperaturas que os materiais SSiC. Geralmente, ele suporta temperaturas abaixo de 1400 °C. Além disso, o Si livre é facilmente corroído por ácido fluorídrico (HF), resultando em partículas.
4. Barco de cristal modular Kallex SiC
As peças da unidade são processadas por meio de conformação, sinterização e retificação, utilizando material de SiC sinterizado sem pressão com pureza de 99,675%. Em seguida, são unidas com parafusos, porcas e outros componentes de SSiC, e fixadas com pinos de SSiC para garantir a capacidade de carga. Sem revestimento de SiC, não há risco de danos por partículas. Além disso, o produto pode ser utilizado por longos períodos em ambientes agressivos, como altas temperaturas (1600 °C) e ácido fluorídrico, com uma vida útil superior a cinco anos.
Data da publicação: 19 de agosto de 2025