Siliciumcarbide Wafer Boats: de "onzichtbare bewakers van wafers" in Semiconductor

Bij de productie van halfgeleiders houdt oxidatie in dat de wafel in een omgeving met hoge temperatuur wordt geplaatst, waar zuurstof over het wafeloppervlak stroomt om een ​​oxidelaag te vormen. Dit beschermt de wafel tegen chemische onzuiverheden, voorkomt dat lekstroom de circuits binnendringt, voorkomt diffusie tijdens ionenimplantatie en voorkomt dat de wafel tijdens het etsen wegglijdt, waardoor een beschermende film op het wafeloppervlak wordt gevormd. De apparatuur die bij deze stap wordt gebruikt, is een oxidatieoven. De belangrijkste componenten in de reactiekamer omvatten een wafelboot, basis, ovenvoeringbuizen, binnenste ovenbuizen en warmte-isolatieschotten. Vanwege de hoge bedrijfstemperatuur zijn de prestatie-eisen voor de componenten in de reactiekamer ook hoog.

De waferboot wordt gebruikt als drager voor het transport en de verwerking van wafers. Het moet voordelen bezitten zoals hoge integratie, hoge betrouwbaarheid, antistatische eigenschappen, hoge temperatuurbestendigheid, slijtvastheid, weerstand tegen vervorming, goede stabiliteit en een lange levensduur. Omdat de oxidatietemperatuur van de wafer ongeveer tussen 800 ℃ en 1300 ℃ ligt en de eisen voor het gehalte aan metallische onzuiverheden in de omgeving extreem streng zijn, moeten belangrijke componenten zoals de waferboot niet alleen uitstekende thermische, mechanische en chemische eigenschappen hebben, maar ook een extreem laag gehalte aan metallische onzuiverheden hebben.

Op basis van het substraat kunnen waferboten worden geclassificeerd als kwartskristalboten,siliciumcarbide keramiekwaferboten, enz. Met de vooruitgang van procesknooppunten onder 7 nm en de uitbreiding van procesvensters voor hoge temperaturen worden traditionele kwartsboten echter geleidelijk ontoereikend in termen van thermische stabiliteit, deeltjescontrole en levensduurbeheer. Siliciumcarbideboten (SiC-boten) vervangen geleidelijk de traditionele kwartsoplossingen.

WaaromSiliciumcarbide?

1. Stabiliteit bij hoge temperaturen

Stabiliteit bij hoge temperaturen is het meest opvallende voordeel van SiC-boten. Ze vertonen vrijwel geen vervorming of verzakking, zelfs niet bij extreem hoge temperaturen (>1300°C), waardoor de precieze positionering van de wafelsleuven gedurende langere perioden behouden blijft.

2. Ultralange levensduur

Eén enkele boot beschikt over een hoog draagvermogen en kan tientallen tot honderden 12-inch wafers tegelijkertijd ondersteunen. Vergeleken met traditionele kwartsboten bieden SiC-boten een gemiddelde levensduur die 5 tot 10 keer langer is, waardoor de frequentie van uitrustingswisselingen en de totale eigendomskosten worden verminderd.

3. Schoon oppervlak en extreem lage vervuiling

Hoge materiaalzuiverheid en extreem laag gehalte aan metaalverontreinigingen voorkomen secundaire verontreiniging van siliciumwafels. Uitstekende controle van de oppervlakteruwheid, met Ra onder 0,1 μm, onderdrukt het afstoten van deeltjes en voldoet aan de zuiverheidseisen van geavanceerde processen.

4. Geschikt voor processen bij ultrahoge temperaturen

Voor processen die temperaturen boven 1200°C vereisen (zoals bepaalde gespecialiseerde dikkefilmoxidatieprocessen, de fabricage van SiC-apparaten of processen voor het vullen van diepe sleuven), zijn SiC-boten een onvervangbare keuze.

Toepassingen vanSiliciumcarbideboten

Productie van halfgeleiders

Bij hogetemperatuurprocessen bij de productie van chips, zoals oxidatie, diffusie, chemische dampafzetting (CVD) en ionenimplantatie, worden siliciumcarbideboten gebruikt om siliciumwafels te ondersteunen, hun vlakheid bij hoge temperaturen te garanderen en verkeerde uitlijning of vervorming van het rooster als gevolg van thermische spanning te voorkomen, waardoor de precisie en prestaties van de chip worden gegarandeerd.

Fotovoltaïsche industrie

Siliciumcarbide keramiekbezitten uitstekende mechanische sterkte, thermische stabiliteit, weerstand tegen hoge temperaturen, oxidatieweerstand, thermische schokbestendigheid en chemische corrosieweerstand, waardoor ze op grote schaal worden gebruikt in populaire gebieden zoals de metallurgie, machines, nieuwe energie en chemicaliën voor bouwmaterialen. Hun prestaties zijn ook voldoende voor thermische processen in de fotovoltaïsche productie, zoals diffusie, LPCVD (lagedruk chemische dampdepositie) en PECVD (plasma chemische dampdepositie) voor TOPcon-cellen. Vergeleken met traditionele kwartsmaterialen bieden keramische materialen van siliciumcarbide die worden gebruikt voor het maken van bootsteunen, kleine boten en buisvormige producten een hogere sterkte, betere thermische stabiliteit en geen vervorming bij hoge temperaturen. Hun levensduur is ook meer dan vijf keer zo lang als die van kwarts, waardoor de bedrijfskosten en het energieverlies als gevolg van onderhoudsonderbrekingen aanzienlijk worden verminderd. Dit levert een duidelijk kostenvoordeel op en de grondstoffen zijn ruim verkrijgbaar.

Halfgeleiders van de derde generatie

In de metaal-organische chemische dampafzetting (MOCVD)-reactiekamer worden siliciumcarbideboten gebruikt om saffiersubstraten te ondersteunen, bestand tegen corrosieve gasomgevingen zoals ammoniak (NH3), ter ondersteuning van de epitaxiale groei van halfgeleidermaterialen van de derde generatie, zoals galliumnitride (GaN), en om de lichtefficiëntie en prestaties van LED-chips te verbeteren. Bij de groei van eenkristallen van siliciumcarbide dienen siliciumcarbide-boten als dragers van entkristallen in ovens voor de groei van eenkristallen van siliciumcarbide, waarbij ze de corrosieve omgeving bij hoge temperaturen van gesmolten silicium weerstaan, stabiele ondersteuning bieden voor de groei van eenkristallen van siliciumcarbide en de bereiding bevorderen van hoogwaardige eenkristallen van siliciumcarbide.

Ontwikkelingstrends voor siliciumcarbidewaferboten

Wat de markt betreft, bedraagt ​​de mondiale omvang van de wafelbootmarkt volgens SEMI-gegevens in 2025 ongeveer 1,4 miljard dollar en zal deze in 2028 naar verwachting 1,8 miljard dollar bereiken. Uitgaande van een siliciumcarbidepenetratiegraad van 20% en een marktaandeel van een derde in China (gegevens van de China Semiconductor Industry Association), zou de Chinese marktomvang respectievelijk 672 miljoen dollar en 864 miljoen dollar bedragen.

Technologisch gezien heeft siliciumcarbide een hogere thermische uitzettingscoëfficiënt dan kwarts, waardoor het bij toepassingen gevoeliger is voor scheuren. Daarom wordt geïntegreerde vormtechnologie bij de productie gepromoot om naden te verminderen en het risico op deeltjesverlies te verkleinen. Bovendien zorgt het optimaliseren van het tandgroefontwerp van de waferboot, gecombineerd met vijfassige bewerkings- en draadsnijtechnologieën, voor de precisie en soepelheid van het hanteren van wafers.

Semicorex biedt hoogwaardige kwaliteitWafelboten van siliciumcarbide. Als u vragen heeft of aanvullende informatie nodig heeft, aarzel dan niet om contact met ons op te nemen.

Neem contact op met telefoonnummer +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com