Вафельные лодочки из карбида кремния: «невидимые хранители пластин» в Semiconductor

При производстве полупроводников окисление включает помещение пластины в высокотемпературную среду, где кислород течет по поверхности пластины, образуя оксидный слой. Это защищает пластину от химических примесей, предотвращает попадание тока утечки в схему, предотвращает диффузию при ионной имплантации и предотвращает проскальзывание пластины при травлении, образуя защитную пленку на поверхности пластины. Оборудование, используемое на этом этапе, представляет собой печь для окисления. Основные компоненты реакционной камеры включают в себя пластинчатую лодочку, основание, трубы футеровки печи, внутренние трубы печи и теплоизоляционные перегородки. Из-за высокой рабочей температуры требования к производительности компонентов реакционной камеры также высоки.

Вафельная лодочка используется в качестве носителя для транспортировки и обработки вафель. Он должен обладать такими преимуществами, как высокая интеграция, высокая надежность, антистатические свойства, устойчивость к высоким температурам, износостойкость, устойчивость к деформации, хорошая стабильность и длительный срок службы. Поскольку температура окисления пластин составляет примерно от 800 ℃ до 1300 ℃, а требования к содержанию металлических примесей в окружающей среде чрезвычайно строгие, ключевые компоненты, такие как вафельная лодочка, должны не только иметь отличные термические, механические и химические свойства, но также иметь чрезвычайно низкое содержание металлических примесей.

В зависимости от подложки вафельные лодочки можно разделить на кварцевые лодочки,карбид кремния керамикавафельные лодочки и т. д. Однако с развитием технологических узлов ниже 7 нм и расширением высокотемпературных технологических окон традиционные кварцевые лодочки постепенно становятся неадекватными с точки зрения термической стабильности, контроля частиц и управления сроком службы. Лодочки из карбида кремния (лодочки SiC) постепенно вытесняют традиционные кварцевые решения.

ПочемуКарбид кремния?

1. Высокотемпературная стабильность.

Устойчивость к высоким температурам — самое заметное преимущество лодок из карбида кремния. Они практически не деформируются и не провисают даже при чрезвычайно высоких температурах (>1300°C), сохраняя точное позиционирование пазов пластины в течение длительного периода времени.

2. Сверхдолгий срок службы

Одна лодка обладает высокой несущей способностью и способна одновременно поддерживать десятки и сотни 12-дюймовых пластин. По сравнению с традиционными кварцевыми лодками, лодки из карбида кремния имеют средний срок службы в 5-10 раз дольше, что снижает частоту замены оборудования и общую стоимость владения.

3. Чистая поверхность и чрезвычайно низкий уровень загрязнения.

Высокая чистота материала и чрезвычайно низкое содержание металлических примесей предотвращают вторичное загрязнение кремниевых пластин. Превосходный контроль шероховатости поверхности (Ra менее 0,1 мкм) подавляет осыпание частиц и отвечает требованиям чистоты передовых процессов.

4. Подходит для сверхвысокотемпературных процессов.

Для процессов, требующих температуры выше 1200°C (например, некоторые специализированные процессы толстопленочного окисления, изготовление устройств из карбида кремния или процессы заполнения глубоких траншей), лодочки из карбида кремния являются незаменимым выбором.

ПрименениеЛодки из карбида кремния

Производство полупроводников

В высокотемпературных процессах производства чипов, таких как окисление, диффузия, химическое осаждение из паровой фазы (CVD) и ионная имплантация, лодочки из карбида кремния используются для поддержки кремниевых пластин, обеспечивая их плоскостность при высоких температурах и предотвращая смещение решетки или деформацию, вызванную термическим напряжением, тем самым гарантируя точность и производительность чипа.

Фотоэлектрическая промышленность

Карбидокремниевая керамикаобладают превосходной механической прочностью, термической стабильностью, устойчивостью к высоким температурам, стойкостью к окислению, термостойкостью и стойкостью к химической коррозии, что делает их широко используемыми в таких популярных областях, как металлургия, машиностроение, новая энергетика и химия строительных материалов. Их производительности также достаточно для термических процессов в фотоэлектрическом производстве, таких как диффузия, LPCVD (химическое осаждение из паровой фазы при низком давлении) и PECVD (плазмохимическое осаждение из паровой фазы) для элементов TOPcon. По сравнению с традиционными кварцевыми материалами карбидокремниевые керамические материалы, используемые для изготовления опор лодок, небольших лодок и трубчатых изделий, обладают более высокой прочностью, лучшей термической стабильностью и отсутствием деформации при высоких температурах. Их срок службы также более чем в пять раз превышает срок службы кварцевых ламп, что значительно снижает эксплуатационные расходы и потери энергии из-за простоев при обслуживании. Это приводит к явному экономическому преимуществу, а сырье широко доступно.

Полупроводники третьего поколения

В реакционной камере металлоорганического химического осаждения из паровой фазы (MOCVD) лодочки из карбида кремния используются для поддержки сапфировых подложек, устойчивых к агрессивным газовым средам, таким как аммиак (NH3), поддерживающих эпитаксиальный рост полупроводниковых материалов третьего поколения, таких как нитрид галлия (GaN), и улучшающих светоотдачу и производительность светодиодных чипов. При выращивании монокристаллов карбида кремния лодочки из карбида кремния служат опорами для затравочных кристаллов в печах для выращивания монокристаллов карбида кремния, выдерживая высокотемпературную коррозионную среду расплавленного кремния, обеспечивая стабильную поддержку для роста монокристаллов карбида кремния и способствуя получению высококачественных монокристаллов карбида кремния.

Тенденции развития вафельных лодок из карбида кремния

Что касается рынка, согласно данным SEMI, объем мирового рынка пластинчатых пластин в 2025 году составит примерно 1,4 миллиарда долларов США, а к 2028 году, по прогнозам, он достигнет 1,8 миллиарда долларов США. Если предположить, что уровень проникновения карбида кремния составляет 20%, а доля рынка в Китае составляет одну треть (данные Китайской ассоциации полупроводниковой промышленности), размер китайского рынка составит 672 миллиона долларов США и 864 миллиона долларов США соответственно.

Технологически карбид кремния имеет более высокий коэффициент теплового расширения, чем кварц, что делает его более склонным к растрескиванию при использовании. Поэтому в производстве продвигается технология интегрированного формования, позволяющая уменьшить количество швов и снизить риск осыпания частиц. Кроме того, оптимизация конструкции канавок зубчатой ​​лодочки в сочетании с технологиями пятиосной обработки и резки проволоки обеспечивает точность и плавность обработки пластин.

Semicorex предлагает высококачественныеВафельные лодочки из карбида кремния. Если у вас есть какие-либо вопросы или вам нужна дополнительная информация, пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам.

Контактный телефон +86-13567891907.

Электронная почта: sales@semicorex.com