ซิลิคอนคาร์ไบด์ซิลิคอนคาร์ไบด์เป็นสารประกอบแข็งที่มีซิลิคอนและคาร์บอนเป็นองค์ประกอบ และพบได้ในธรรมชาติในรูปของแร่โมอิสซาไนต์ซึ่งหายากมาก อนุภาคซิลิคอนคาร์ไบด์สามารถยึดติดกันได้ด้วยกระบวนการเผาผนึกเพื่อสร้างเซรามิกที่แข็งมาก ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในงานที่ต้องการความทนทานสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกระบวนการผลิตเซมิคอนดักเตอร์
โครงสร้างทางกายภาพของ SiC
สารเคลือบ SiC คืออะไร?
สารเคลือบ SiC เป็นสารเคลือบซิลิคอนคาร์ไบด์ที่มีความหนาแน่นสูง ทนต่อการสึกหรอ ทนต่อการกัดกร่อนและความร้อนสูง และมีคุณสมบัติการนำความร้อนที่ดีเยี่ยม สารเคลือบ SiC ที่มีความบริสุทธิ์สูงนี้ส่วนใหญ่ใช้ในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์และอิเล็กทรอนิกส์เพื่อปกป้องตัวรองรับเวเฟอร์ ฐาน และองค์ประกอบความร้อนจากสภาพแวดล้อมที่กัดกร่อนและมีปฏิกิริยา สารเคลือบ SiC ยังเหมาะสำหรับเตาสุญญากาศและการให้ความร้อนแก่ชิ้นงานในสภาวะสุญญากาศสูง สภาพแวดล้อมที่มีปฏิกิริยา และสภาพแวดล้อมที่มีออกซิเจน
พื้นผิวเคลือบ SiC ที่มีความบริสุทธิ์สูง
กระบวนการเคลือบ SiC คืออะไร?
มีการเคลือบชั้นบางๆ ของซิลิคอนคาร์ไบด์ลงบนพื้นผิวของวัสดุรองรับโดยใช้CVD (การตกตะกอนไอสารเคมี)โดยปกติแล้วกระบวนการเคลือบจะดำเนินการที่อุณหภูมิ 1200-1300°C และพฤติกรรมการขยายตัวทางความร้อนของวัสดุพื้นผิวควรเข้ากันได้กับการเคลือบ SiC เพื่อลดความเครียดจากความร้อนให้น้อยที่สุด

โครงสร้างผลึกฟิล์มเคลือบ CVD SIC
คุณสมบัติทางกายภาพของสารเคลือบ SiC นั้นส่วนใหญ่สะท้อนให้เห็นได้จากความทนทานต่ออุณหภูมิสูง ความแข็ง ความทนทานต่อการกัดกร่อน และการนำความร้อน
โดยทั่วไปแล้ว พารามิเตอร์ทางกายภาพจะมีดังต่อไปนี้:
ความแข็งโดยทั่วไปแล้ว สารเคลือบ SiC จะมีความแข็งแบบวิคเกอร์อยู่ในช่วง 2000-2500 HV ซึ่งทำให้มีความทนทานต่อการสึกหรอและแรงกระแทกสูงมากในการใช้งานทางอุตสาหกรรม
ความหนาแน่นโดยทั่วไปแล้ว สารเคลือบ SiC มีความหนาแน่น 3.1-3.2 กรัม/ซม³ ความหนาแน่นสูงนี้ช่วยเพิ่มความแข็งแรงเชิงกลและความทนทานของสารเคลือบ
การนำความร้อนสารเคลือบ SiC มีค่าการนำความร้อนสูง โดยทั่วไปอยู่ในช่วง 120-200 วัตต์/เมตร-เคลวิน (ที่ 20°C) ซึ่งทำให้สามารถนำความร้อนได้ดีในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง และเหมาะอย่างยิ่งสำหรับอุปกรณ์อบชุบความร้อนในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์
จุดหลอมเหลวซิลิคอนคาร์ไบด์มีจุดหลอมเหลวประมาณ 2730 องศาเซลเซียส และมีเสถียรภาพทางความร้อนที่ดีเยี่ยมที่อุณหภูมิสูงมาก
สัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนสารเคลือบ SiC มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนเชิงเส้น (CTE) ต่ำ โดยทั่วไปอยู่ในช่วง 4.0-4.5 µm/mK (ในช่วงอุณหภูมิ 25-1000℃) ซึ่งหมายความว่ามีความเสถียรทางด้านมิติที่ดีเยี่ยมในช่วงความแตกต่างของอุณหภูมิที่กว้าง
ความต้านทานการกัดกร่อนสารเคลือบ SiC มีความทนทานต่อการกัดกร่อนสูงมากในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดแก่ ด่างแก่ และออกซิไดซ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้กรดแก่ (เช่น HF หรือ HCl) ความทนทานต่อการกัดกร่อนของสารเคลือบ SiC นั้นสูงกว่าวัสดุโลหะทั่วไปมาก
พื้นผิวสำหรับการเคลือบ SiC
การเคลือบ SiC มักใช้เพื่อเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อน ความต้านทานต่ออุณหภูมิสูง และความต้านทานต่อการกัดเซาะจากพลาสมาของวัสดุพื้นผิว วัสดุพื้นผิวที่ใช้งานทั่วไป ได้แก่:
| ประเภทของวัสดุรองรับ | เหตุผลในการสมัคร | การใช้งานทั่วไป |
| กราไฟต์ | - โครงสร้างน้ำหนักเบา นำความร้อนได้ดี - แต่เกิดการกัดกร่อนได้ง่ายจากพลาสมา จึงจำเป็นต้องเคลือบด้วยสาร SiC เพื่อป้องกัน | ชิ้นส่วนห้องสุญญากาศ เรือกราไฟต์ ถาดกัดพลาสมา เป็นต้น |
| ควอตซ์ (ควอตซ์/SiO₂) | - มีความบริสุทธิ์สูง แต่สึกกร่อนได้ง่าย - สารเคลือบช่วยเพิ่มความต้านทานต่อการกัดกร่อนจากพลาสมา | ชิ้นส่วนห้อง CVD/PECVD |
| เซรามิก (เช่น อลูมินา Al₂O₃) | - โครงสร้างแข็งแรงและมั่นคงสูง - การเคลือบผิวช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนของพื้นผิว | วัสดุบุผนังห้อง อุปกรณ์ติดตั้ง ฯลฯ |
| โลหะ (เช่น โมลิบเดนัม ไทเทเนียม เป็นต้น) | - มีค่าการนำความร้อนที่ดี แต่ทนต่อการกัดกร่อนได้ไม่ดี - การเคลือบผิวช่วยเพิ่มความเสถียรของพื้นผิว | ส่วนประกอบปฏิกิริยากระบวนการพิเศษ |
| ตัวเรือนซิลิคอนคาร์ไบด์เผาผนึก (SiC แบบก้อน) | - สำหรับสภาพแวดล้อมที่มีความต้องการสูงและเงื่อนไขการทำงานที่ซับซ้อน - การเคลือบผิวช่วยเพิ่มความบริสุทธิ์และความต้านทานการกัดกร่อนให้ดียิ่งขึ้น | ส่วนประกอบห้อง CVD/ALD ระดับไฮเอนด์ |
ผลิตภัณฑ์เคลือบ SiC นิยมใช้ในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ดังต่อไปนี้
ผลิตภัณฑ์เคลือบ SiC ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในกระบวนการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง การกัดกร่อนสูง และพลาสมาเข้มข้น ต่อไปนี้เป็นกระบวนการหรือสาขาการใช้งานหลักๆ หลายประการ พร้อมคำอธิบายโดยย่อ:
| กระบวนการ/สาขาการสมัคร | คำอธิบายโดยย่อ | หน้าที่ของการเคลือบซิลิคอนคาร์ไบด์ |
| การกัดด้วยพลาสมา (การกัด) | ใช้ก๊าซฟลูออรีนหรือคลอรีนในการถ่ายทอดลวดลาย | ต้านทานการกัดกร่อนจากพลาสมาและป้องกันการปนเปื้อนของอนุภาคและโลหะ |
| การตกตะกอนไอสารเคมี (CVD/PECVD) | การตกตะกอนของออกไซด์ ไนไตรด์ และฟิล์มบางอื่นๆ | ต้านทานก๊าซตั้งต้นที่กัดกร่อนและยืดอายุการใช้งานของชิ้นส่วน |
| ห้องการเคลือบด้วยไอระเหยทางกายภาพ (PVD) | การระดมยิงอนุภาคพลังงานสูงระหว่างกระบวนการเคลือบผิว | ปรับปรุงความทนทานต่อการกัดกร่อนและความทนทานต่อความร้อนของห้องปฏิกิริยา |
| กระบวนการ MOCVD (เช่น การเจริญเติบโตแบบเอพิแท็กเซียของ SiC) | ปฏิกิริยาระยะยาวภายใต้อุณหภูมิสูงและบรรยากาศกัดกร่อนที่มีไฮโดรเจนสูง | รักษาเสถียรภาพของอุปกรณ์และป้องกันการปนเปื้อนของผลึกที่กำลังเติบโต |
| กระบวนการอบชุบความร้อน (LPCVD, การแพร่, การอบอ่อน ฯลฯ) | โดยปกติจะดำเนินการที่อุณหภูมิสูงและในสภาวะสุญญากาศ/บรรยากาศ | ป้องกันเรือและถาดกราไฟต์จากการเกิดออกซิเดชันหรือการกัดกร่อน |
| ตัวยึด/หัวจับเวเฟอร์ (การจัดการเวเฟอร์) | ฐานกราไฟต์สำหรับถ่ายโอนหรือรองรับแผ่นเวเฟอร์ | ลดการฟุ้งกระจายของอนุภาคและหลีกเลี่ยงการปนเปื้อนจากการสัมผัส |
| ส่วนประกอบของห้อง ALD | ควบคุมการสะสมชั้นอะตอมซ้ำๆ อย่างแม่นยำ | สารเคลือบนี้ช่วยรักษาความสะอาดของห้องและมีความทนทานต่อการกัดกร่อนจากสารตั้งต้นสูง |
ทำไมถึงควรเลือก VET Energy?
VET Energy เป็นผู้ผลิต ผู้คิดค้นนวัตกรรม และผู้นำด้านผลิตภัณฑ์เคลือบ SiC ชั้นนำในประเทศจีน โดยผลิตภัณฑ์เคลือบ SiC หลักๆ ได้แก่ตัวยึดเวเฟอร์เคลือบ SiCเคลือบด้วย SiCตัวรับเอพิเท็กเซียล, แหวนกราไฟต์เคลือบ SiC, ชิ้นส่วนรูปครึ่งวงกลมเคลือบด้วย SiC, วัสดุคอมโพสิตคาร์บอน-คาร์บอนเคลือบ SiC, เรือเวเฟอร์เคลือบ SiC, ฮีตเตอร์เคลือบ SiCบริษัท VET Energy มุ่งมั่นที่จะมอบเทคโนโลยีและโซลูชันผลิตภัณฑ์ที่ดีที่สุดให้กับอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ พร้อมทั้งสนับสนุนบริการปรับแต่งตามความต้องการของลูกค้า เราหวังเป็นอย่างยิ่งที่จะได้เป็นพันธมิตรระยะยาวของท่านในประเทศจีน
หากคุณมีข้อสงสัยหรือต้องการรายละเอียดเพิ่มเติม โปรดอย่าลังเลที่จะติดต่อเรา
Whatsapp&Wechat:+86-18069021720
Email: steven@china-vet.com
วันที่เผยแพร่: 18 ตุลาคม 2567
