Siliziumkarbid(SiC)-Epitaxie
Die Epitaxieschale, die das SiC-Substrat für das Wachstum der SiC-Epitaxieschicht hält, befindet sich in der Reaktionskammer und steht in direktem Kontakt mit dem Wafer.
Der obere halbmondförmige Teil dient als Träger für weitere Komponenten der Reaktionskammer der SiC-Epitaxieanlage, während der untere halbmondförmige Teil mit dem Quarzrohr verbunden ist und das Gas zur Rotation der Suszeptorbasis einleitet. Beide Teile sind temperatursteuerbar und in der Reaktionskammer installiert, ohne direkten Kontakt zum Wafer zu haben.
Si-Epitaxie
Die Schale, die das Si-Substrat für das Wachstum der Si-Epitaxieschicht enthält, befindet sich in der Reaktionskammer und steht in direktem Kontakt mit dem Wafer.
Der Vorheizring befindet sich am äußeren Ring der Silizium-Epitaxiesubstrat-Trägerplatte und dient der Kalibrierung und Erwärmung. Er ist in der Reaktionskammer platziert und steht nicht in direktem Kontakt mit dem Wafer.
Ein Epitaxialsuszeptor, der das Si-Substrat für das Wachstum einer Si-Epitaxialschicht hält, befindet sich in der Reaktionskammer und steht in direktem Kontakt mit dem Wafer.
Epitaxialzylinder sind Schlüsselkomponenten in verschiedenen Halbleiterfertigungsprozessen, insbesondere in MOCVD-Anlagen. Sie zeichnen sich durch hervorragende thermische Stabilität, chemische Beständigkeit und Verschleißfestigkeit aus und eignen sich daher sehr gut für Hochtemperaturprozesse. Sie dienen als Kontaktpunkt für die Wafer.
| Physikalische Eigenschaften von rekristallisiertem Siliciumcarbid | |
| Eigentum | Typischer Wert |
| Betriebstemperatur (°C) | 1600 °C (mit Sauerstoff), 1700 °C (reduzierendes Milieu) |
| SiC-Gehalt | > 99,96 % |
| Kostenloser Si-Inhalt | <0,1 % |
| Schüttdichte | 2,60–2,70 g/cm²3 |
| Scheinbare Porosität | < 16 % |
| Druckfestigkeit | > 600 MPa |
| Kaltbiegefestigkeit | 80-90 MPa (20°C) |
| Warmbiegefestigkeit | 90-100 MPa (1400 °C) |
| Wärmeausdehnung bei 1500 °C | 4,70 10-6/°C |
| Wärmeleitfähigkeit bei 1200 °C | 23 W/m•K |
| Elastizitätsmodul | 240 GPa |
| Beständigkeit gegen Temperaturschocks | Äußerst gut |
| Physikalische Eigenschaften von gesintertem Siliciumcarbid | |
| Eigentum | Typischer Wert |
| Chemische Zusammensetzung | SiC > 95 %, Si < 5 % |
| Schüttdichte | >3,07 g/cm³ |
| Scheinbare Porosität | <0,1 % |
| Bruchmodul bei 20℃ | 270 MPa |
| Bruchmodul bei 1200℃ | 290 MPa |
| Härte bei 20℃ | 2400 kg/mm² |
| Bruchzähigkeit bei 20 % | 3,3 MPa · m1/2 |
| Wärmeleitfähigkeit bei 1200℃ | 45 W/m² · K |
| Wärmeausdehnung bei 20-1200℃ | 4,5 1 ×10 -6/℃ |
| Maximale Betriebstemperatur | 1400℃ |
| Temperaturwechselbeständigkeit bei 1200℃ | Gut |
| Grundlegende physikalische Eigenschaften von CVD-SiC-Filmen | |
| Eigentum | Typischer Wert |
| Kristallstruktur | FCC β-Phase, polykristallin, hauptsächlich (111)-orientiert |
| Dichte | 3,21 g/cm³ |
| Härte 2500 | (500 g Last) |
| Körnung | 2–10 μm |
| Chemische Reinheit | 99,99995 % |
| Wärmekapazität | 640 J·kg-1·K-1 |
| Sublimationstemperatur | 2700℃ |
| Biegefestigkeit | 415 MPa RT 4-Punkt |
| Elastizitätsmodul | 430 GPA 4pt Biegung, 1300℃ |
| Wärmeleitfähigkeit | 300 W·m-1·K-1 |
| Wärmeausdehnung (CTE) | 4,5×10-6 K -1 |
Hauptmerkmale
Die Oberfläche ist dicht und porenfrei.
Hohe Reinheit, Gesamtgehalt an Verunreinigungen <20 ppm, gute Luftdichtheit.
Hohe Temperaturbeständigkeit, Festigkeit nimmt mit steigender Einsatztemperatur zu und erreicht ihren Höchstwert bei 2750℃, Sublimation bei 3600℃.
Niedriger Elastizitätsmodul, hohe Wärmeleitfähigkeit, niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient und ausgezeichnete Temperaturwechselbeständigkeit.
Es weist eine gute chemische Stabilität auf, ist beständig gegen Säuren, Laugen, Salze und organische Reagenzien und hat keine Auswirkungen auf geschmolzene Metalle, Schlacke und andere korrosive Medien. Unterhalb von 400 °C oxidiert es in der Atmosphäre nicht nennenswert, die Oxidationsrate steigt jedoch bei 800 °C deutlich an.
Ohne Freisetzung von Gasen bei hohen Temperaturen kann es ein Vakuum von 10-7 mmHg bei etwa 1800°C aufrechterhalten.
Produktanwendung
Schmelztiegel für die Verdampfung in der Halbleiterindustrie.
Hochleistungs-Elektronenröhren-Gate.
Bürste, die den Spannungsregler berührt.
Graphitmonochromator für Röntgen- und Neutronenstrahlung.
Verschiedene Formen von Graphitsubstraten und Beschichtungen von Atomabsorptionsröhren.
Pyrolytische Kohlenstoffbeschichtungseffekte unter einem 500-fachen Mikroskop, mit intakter und versiegelter Oberfläche.
TaC-Beschichtungen sind hochtemperaturbeständige Werkstoffe der neuen Generation mit besserer Hochtemperaturstabilität als SiC. Sie eignen sich als korrosionsbeständige, oxidationshemmende und verschleißfeste Beschichtungen für Umgebungen mit Temperaturen über 2000 °C und finden breite Anwendung in der Luft- und Raumfahrtindustrie, insbesondere bei Hochtemperatur-Heißendteilen, sowie in der Halbleiter-Einkristallzüchtung der dritten Generation.
| Physikalische Eigenschaften der TaC-Beschichtung | |
| Dichte | 14,3 (g/cm3) |
| Spezifischer Emissionsgrad | 0,3 |
| Wärmeausdehnungskoeffizient | 6,3 10/K |
| Härte (HK) | 2000 HK |
| Widerstand | 1x10-5 Ohm*cm |
| Thermische Stabilität | <2500℃ |
| Graphitgrößenänderungen | -10 bis -20 µm |
| Beschichtungsdicke | ≥220µm typischer Wert (35µm±10µm) |
Bauteile aus massivem CVD-Siliziumkarbid gelten als erste Wahl für RTP/EPI-Ringe und -Sockel sowie für Plasmaätzkavitäten, die bei hohen Betriebstemperaturen (> 1500 °C) eingesetzt werden. Die Anforderungen an die Reinheit sind besonders hoch (> 99,9995 %), und die Leistung ist besonders gut, wenn eine hohe Chemikalienbeständigkeit erforderlich ist. Diese Werkstoffe enthalten keine Sekundärphasen an den Korngrenzen, wodurch die Bauteile weniger Partikel erzeugen als andere Werkstoffe. Darüber hinaus lassen sich diese Bauteile mit heißer HF/HCl-Lösung mit geringer Degradation reinigen, was zu weniger Partikeln und einer längeren Lebensdauer führt.
