1. Кристаллическая лодка из графита с покрытием из CVD-SiC.
Графит легко поддается обработке, и из одного блочного материала можно изготовить цельную кристаллическую лодку с помощью нескольких процедур. Поскольку графит является пористым материалом, на его поверхность необходимо нанести слой SiC толщиной приблизительно 100 мкм, чтобы предотвратить проблему частиц, возникающую из-за прямого воздействия различных полупроводниковых материалов на поверхность графита. Однако толщина слоя SiC может варьироваться.CVD-SiC покрытиеКонтролировать этот процесс непросто, особенно в глубоких отверстиях и углах, где покрытие может быть тоньше. Из-за несоответствия коэффициентов теплового расширения (КТР) между графитовым телом и пленкой SiC (25-1400℃, в среднем 4,4×10⁻⁶/℃ для SiC и 7,1×10⁻⁶/℃ для графита), пленка SiC обычно имеет тенденцию отслаиваться после нескольких повышений и понижений температуры. При воздействии на графит коррозионные газы или жидкости проникают в пористое графитовое тело, и их трудно полностью удалить, что приводит к образованию частиц в высокотемпературных процессах. Эта графитовая лодочка с покрытием из SiC является самой дешевой и имеет самый короткий срок службы, приблизительно один год.
2. Лодка из рекристаллизованного SiC-кристалла с покрытием из SiC, полученным методом химического осаждения из газовой фазы (CVD).
Рекристаллизованные лодочки из карбида кремния (SiC) обычно формируются путем спекания и обработки нескольких отдельных частей, затем каждая часть соединяется кремниевой пастой при высоких температурах для образования кристаллической лодочки, и, наконец, наносится покрытие CVD-SiC (около 100 мкм). Поскольку рекристаллизация является пористой, частицы SiC могут также использоваться в полупроводниковых процессах без покрытия SiC. Кроме того, кремниевая паста в зоне соединения не выдерживает таких же высоких температур, как материал SiC. Процесс изготовления таких рекристаллизованных лодочек из SiC с покрытием CVD-SiC является самым длительным и очень дорогостоящим. По сравнению с графитовой кристаллической лодочкой с покрытием SiC, рекристаллизованная лодочка из SiC с покрытием CVD-SiC не имеет проблемы несоответствия коэффициентов теплового расширения, но кислотная промывка и столкновения также могут привести к отслоению покрытия SiC. Ее срок службы немного дольше, около 2-3 лет.
3. Цельная кристаллическая лодка из карбида кремния без CVD-покрытия.
Для кристаллических лодочек без CVD-покрытия поверхность должна быть плотной. Существует два типа плотных материалов SiC: SiC, спеченный без давления (SSiC), и SiC, спеченный в результате реакции (RBSiC, также известный как SiC, пропитанный кремнием, SiSiC). Однако ни один из этих двух типов SiC не может быть сплавлен в единое целое, как кварц. Нелегко сформировать SiC из порошка и выжечь его до приблизительной формы цельной кристаллической лодочки. Более того, SiC очень твердый и сложный в обработке, что приводит к чрезвычайно высокой стоимости обработки цельных кристаллических лодочек из SiC. Хотя RBSiC немного легче сформировать до приблизительной формы, чем SSiC, он все еще очень твердый. Кроме того, RBSiC содержит от 10 до 15% свободного Si, что делает его неспособным выдерживать такие же высокие температуры, как материалы SSiC. Обычно он может выдерживать температуры ниже 1400 °C. Более того, свободный Si легко травится плавиковой кислотой, что приводит к образованию частиц.
4. Модульный кристаллический корпус Kallex SiC
Детали изготавливаются методом формования, спекания и шлифовки с использованием спеченного под давлением материала SiC чистотой 99,675%. Затем они соединяются вместе с помощью винтов, гаек и т. д. из SiC и фиксируются штифтами из SiC для обеспечения несущей способности. Отсутствие покрытия SiC исключает риск частичного повреждения покрытия. Кроме того, изделие может длительное время использоваться в агрессивных средах, таких как высокие температуры (1600℃) и фтористоводородная кислота, со сроком службы более пяти лет.
Дата публикации: 19 августа 2025 г.