Ⅰ. Was sind die Anwendungsszenarien von Siliziumkarbid-Keramikprodukten?

Siliziumkarbidkeramiken (SiC) werden aufgrund ihrer hervorragenden Temperaturbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit, hohen Wärmeleitfähigkeit und ihres niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten häufig in Kernkomponenten wichtiger Prozessanlagen in der Halbleiter- und Photovoltaikindustrie eingesetzt. Im Folgenden sind spezifische Anwendungsszenarien typischer Produkte aufgeführt:

Siliziumkarbid-Boot

Funktion:

SiC-Boote werden üblicherweise zum Tragen von Wafern (wie Silizium- oder Siliziumkarbid-Wafern) zur Übertragung und Positionierung in Hochtemperaturprozessen verwendet.

Anwendungsszenarien:

Bereich der Halbleiterverarbeitung: In Diffusionsöfen und Oxidationsöfen muss das Boot über einen langen Zeitraum in einer Hochtemperaturumgebung über 1000 °C stabil arbeiten, um eine Verformung oder Verunreinigung des Wafers durch thermische Belastung zu vermeiden.

Photovoltaikindustrie: In PECVD-Geräten (plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung) wird das Boot als Träger für Silizium-Wafer verwendet, um einen Siliziumnitrid-Antireflexfilm abzuscheiden, und muss einem Hochfrequenz-Plasmabeschuss und hohen Umgebungstemperaturen standhalten.

Siliziumkarbid-Ofenrohr (SiC-Reaktionsrohr)

Funktion: Als Kernkomponente der Hochtemperatur-Reaktionskammer sorgt es für ein gleichmäßiges Temperaturfeld und eine chemisch inerte Umgebung.

Anwendungsszenarien:

Halbleiterindustrie: Im Oxidationsofen muss das Ofenrohr in einer Sauerstoff- oder Wasserdampfumgebung lange Zeit stabil bleiben, um die Freisetzung von Verunreinigungen durch Oxidation oder Korrosion zu vermeiden.

Photovoltaikindustrie: Im Diffusionsofen wird das Ofenrohr für den Phosphordiffusionsprozess verwendet (z. B. bei der Herstellung von PERC-Zellen) und muss der Korrosion durch saure Gase in der POCl₃-Atmosphäre standhalten.

Cantilever Paddel- und Bootshalter

Funktion: Das Auslegerpaddel dient zum automatischen Transfer des Kristallboots und der Boothalter dient zum Fixieren der Position des Kristallboots.

Anwendungsszenarien:

Beim Halbleiterwaferprozess muss das Auslegerpaddel beim schnellen Anheben und Absenken eine hohe mechanische Festigkeit beibehalten, um Brüche aufgrund thermischer Ermüdung zu vermeiden; der Bootshalter muss bei hohen Temperaturen seine geometrische Genauigkeit beibehalten, um eine Waferabweichung zu verhindern.

Ⅱ. Welche Anwendungsrichtungen gibt es für Siliziumkarbidmaterialien in der Photovoltaik- und Halbleiterindustrie?

Die Kernanwendungen von Siliziumkarbid-Keramikprodukten konzentrieren sich auf die Prozessverbindungen zweier Gerätetypen:

Leistungskennzahl	Graphitmaterial	Siliziumkarbid-Material
Hochtemperaturstabilität	Leicht oxidierbar (>500 °C erfordert Beschichtungsschutz)	Antioxidationsmittel (hält einer oxidierenden Atmosphäre von 1600 °C lange stand)
Chemische Inertheit	Leichte Korrosion durch saure Gase (wie Cl₂, POCl₃)	Säure- und Laugenkorrosionsbeständigkeit (einschließlich stark korrosiver Medien wie HF, HNO₃)
Partikelkontaminationsrisiko	Es entsteht leicht Staubverschmutzung, die zu Waferdefekten führt	Dichte Oberfläche, keine Gefahr der Partikelablösung
Mechanische Festigkeit	Bei hohen Temperaturen leicht verformbar (hoher Wärmeausdehnungskoeffizient)	Hohe Härte (Mohshärte 9.2), starke Thermoschockbeständigkeit
Wärmeleitfähigkeit	Anisotropie, hohes Risiko lokaler Überhitzung	Hohe Wärmeleitfähigkeit (120 W/m`K), gleichmäßiges Temperaturfeld

Photovoltaik-Industrie

PECVD-Ofen: Wird zum Aufbringen von Antireflexionsschichten (z. B. Siliziumnitrid) verwendet. Siliziumkarbidteile müssen dem Ionenbeschuss durch Glimmentladung in einer Plasmaumgebung von 400–500 °C standhalten und gleichzeitig eine Verunreinigung der Schicht vermeiden.

Diffusionsofen: Wird für die Phosphor-/Bordiffusion zur Bildung von PN-Übergängen verwendet. Siliziumkarbid-Ofenrohre müssen der Korrosion durch POCl₃- oder BBr₃-Gase bei 800–1000 °C standhalten und eine gleichmäßige Dotierung gewährleisten.

Halbleiterindustrie

Diffusionsofen und Oxidationsofen:

Diffusionsofen: Wird für den Glühprozess nach der Ionenimplantation verwendet. Siliziumkarbid-Kristallschiffchen dürfen keine Metallverunreinigungen (wie Fe, Ni) freisetzen, da dies sonst zu einem erhöhten Wafer-Leckstrom führt.

Oxidationsofen: Siliziumdioxidschichten werden in trockenen oder feuchten Sauerstoffumgebungen gebildet. Siliziumkarbid-Ofenrohre müssen bei hohen Temperaturen von 1200 °C eine geringe Sauerstoffdurchlässigkeit aufweisen, um eine ungleichmäßige Oxidschichtdicke zu vermeiden.

Ⅲ. Welche Vorteile haben Siliziumkarbidmaterialien gegenüber Graphit?

Obwohl Graphitmaterialien die Vorteile niedriger Kosten und einfacher Verarbeitung bieten, sind sie Siliziumkarbid in den folgenden Schlüsseleigenschaften weit unterlegen:

Spezifische Fallanalyse:

Den tatsächlichen Produktionsstatistiken von Veteksemicon zufolge muss das Graphitschiffchen im Halbleiterdiffusionsofen alle drei Monate ausgetauscht werden, während das Siliziumkarbidschiffchen mehr als zwei Jahre hält und die Waferausbeute um 3–2 % erhöht.

Laut den von Semixlab bereitgestellten Produktionsdaten kann das Siliziumkarbid-Cantilever-Paddel im Photovoltaik-PECVD-Prozess die Batterieeffizienz aufgrund der fehlenden Partikelverschmutzung um 2 bis 5 % steigern.

Ⅳ. Warum Semixlab wählen?

Semixlab ist ein führender Hersteller und Lieferant in China und beschäftigt sich seit 20 Jahren mit der Erforschung von Graphit- und SiC-Oberflächenbeschichtungen. Nach jahrelanger technischer Forschung und Entwicklung erreicht unser SiC-Beschichtungsverfahren eine Reinheit von über 99.98 %. Wir können Siliziumkarbidprodukte mit unterschiedlicher Reinheit und zu unterschiedlichen Preisen an Ihre Anwendungsszenarien anpassen. Benötigen Sie ein Produkt mit höherer Reinheit, beispielsweise für den direkten Kontakt mit Halbleiterwafern, bieten wir CVD-SiC-Beschichtungen, CVD-TaC-Beschichtungen und weitere Verfahren auf der Oberfläche des Substratmaterials an, um Ihren unterschiedlichen hohen technischen Anforderungen gerecht zu werden.