1. Grafitová krištáľová loď s CVD-SiC povlakom
Grafit sa ľahko spracováva a z jedného bloku materiálu sa dá viacerými postupmi vyrobiť jednodielna krištáľová loďka. Keďže grafit je pórovitý materiál, na jeho povrch musí byť nanesená vrstva SiC s hrúbkou približne 100 μm, aby sa predišlo problémom spôsobeným priamym vystavením grafitového povrchu rôznym polovodičovým výrobkom. Hrúbka vrstvy...CVD-SiC povlakNie je ľahké ho kontrolovať, najmä v niektorých hlbokých otvoroch a rohoch, kde môže byť povlak tenší. Kvôli nesúladu CTE (koeficient tepelnej rozťažnosti) medzi grafitovým telesom a filmom SiC (25 – 1400 ℃, s priemerom 4,4 × 10e-6/℃ pre SIC a 7,1 × 10e-6/℃ pre grafit) má film SiC zvyčajne tendenciu po niekoľkých stúpaniach a poklesoch teploty odpadávať. Keď je grafit vystavený, do pórovitého grafitového telesa vniknú korozívne plyny alebo kvapaliny a je ťažké ich úplne odstrániť, čo vedie k tvorbe častíc pri vysokoteplotných procesoch. Táto grafitová loďka s povlakom SiC je najlacnejšia a má najkratšiu životnosť, približne jeden rok.
2. Rekryštalizovaná kryštálová loďka SiC s CVD-SiC povlakom
Rekryštalizované kryštálové lodičky SiC sa zvyčajne vytvárajú najprv spekaním a spracovaním niekoľkých jednotkových častí, potom sa každá časť spojí s kremíkovou pastou pri vysokých teplotách za vzniku kryštálovej lodičky a nakoniec sa nanesie CVD-SiC povlak (približne 100 μm). Keďže rekryštalizácia je porézna, častice sa môžu do polovodičových procesov zavádzať aj bez SiC povlaku. Okrem toho, kremíková pasta v spojovacej zóne nemôže odolať rovnakej vysokej teplote ako materiál SiC. Výrobný proces tejto rekryštalizovanej SiC kryštálovej lodičky s CVD-SiC povlakom je najdlhší a náklady sú veľmi vysoké. V porovnaní s grafitovou kryštálovou lodičkou potiahnutou SiC nemá rekryštalizovaná SiC kryštálová lodička potiahnutá CVD-SiC problém s nesúladom CTE, ale kyselinové premývanie a kolízie môžu tiež spôsobiť odpadnutie SiC povlaku. Jej životnosť je o niečo dlhšia, približne 2 až 3 roky.
3. Jednodielna krištáľová loďka SiC bez CVD povlaku
Pre krištáľové lodičky bez CVD povlaku musí byť povrch hustý. Existujú dva typy hustých materiálov SiC: beztlakový spekaný SiC (SSiC) a reakčne spekaný SiC (RBSiC, tiež známy ako kremíkom prenikajúci SiC, SiSiC). Ani jeden z týchto dvoch typov SiC sa však nedá spojiť do jedného celku ako kremeň. Nie je jednoduché vytvoriť SiC z prášku a vypáliť ho do približného tvaru jednodielnej krištáľovej lodičky. Okrem toho je SiC veľmi tvrdý a ťažko sa spracováva, čo vedie k extrémne vysokým nákladom na spracovanie jednodielnych krištáľových lodičiek SiC. Hoci sa RBSiC o niečo ľahšie formuje do približného tvaru ako SSiC, stále je veľmi tvrdý. Okrem toho RBSC obsahuje 10 až 15 % voľného Si, čo mu znemožňuje odolávať rovnako vysokým teplotám ako materiály SSiC. Vo všeobecnosti odoláva teplotám pod 1400 °C. Voľný Si sa navyše ľahko leptá kyselinou HF, čo vedie k časticovým oxidom.
4. Modulárny krištáľový čln Kallex SiC
Časti jednotky sa spracovávajú tvárnením, spekaním a brúsením s použitím beztlakového spekaného materiálu SiC s čistotou 99,675 %. Následne sa spoja pomocou skrutiek, matíc atď. z SSiC a upevnia sa kolíkmi SSiC, aby sa zabezpečila ich nosnosť. Bez povlaku SiC nehrozí riziko čiastočného poškodenia povlaku. Okrem toho sa môže dlhodobo používať v náročných prostrediach, ako sú vysoké teploty (1600 ℃) a kyselina HF, s životnosťou viac ako päť rokov.
Čas uverejnenia: 19. augusta 2025