सिलिकॉन कार्बाईड एपिटॅक्सची सामग्री

सिलिकॉन कार्बाईड, रासायनिक फॉर्म्युला एसआयसीसह, सिलिकॉन (एसआय) आणि कार्बन (सी) घटकांमधील मजबूत कोव्हॅलेंट बॉन्ड्सद्वारे तयार केलेली एक कंपाऊंड सेमीकंडक्टर सामग्री आहे. त्याच्या उत्कृष्ट भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्मांसह, बर्‍याच औद्योगिक क्षेत्रात, विशेषत: मागणी असलेल्या सेमीकंडक्टर उत्पादन प्रक्रियेमध्ये ती वाढत्या महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते.

Ⅰ? सिलिकॉन कार्बाईड (एसआयसी) चे मुख्य भौतिक गुणधर्म

एसआयसीचे भौतिक गुणधर्म समजून घेणे हे त्याचे अनुप्रयोग मूल्य समजून घेण्यासाठी आधार आहे:

1) उच्च कडकपणा:

एसआयसीची एमओएचएस कडकपणा सुमारे 9-9.5 आहे, डायमंडच्या दुसर्‍या क्रमांकावर आहे. याचा अर्थ असा की त्यात उत्कृष्ट पोशाख आणि स्क्रॅच प्रतिरोध आहे.

अनुप्रयोग मूल्य: सेमीकंडक्टर प्रक्रियेमध्ये, याचा अर्थ असा आहे की एसआयसीचे बनविलेले भाग (जसे की रोबोटिक शस्त्रे, चक्स, ग्राइंडिंग डिस्क) दीर्घ आयुष्य असते, परिधान केल्यामुळे कण पिढी कमी करते आणि अशा प्रकारे प्रक्रियेची स्वच्छता आणि स्थिरता सुधारते.

२) उत्कृष्ट थर्मल गुणधर्म:

● उच्च थर्मल चालकता: 

एसआयसीची थर्मल चालकता पारंपारिक सिलिकॉन सामग्री आणि बर्‍याच धातूंच्या (खोलीच्या तपमानावर 300-490 डब्ल्यू/(एमलेके) च्या क्रिस्टल फॉर्म आणि शुद्धतेवर अवलंबून) पेक्षा जास्त आहे.

अनुप्रयोग मूल्य: हे त्वरीत आणि कार्यक्षमतेने उष्णता नष्ट करू शकते. हाय-पॉवर सेमीकंडक्टर डिव्हाइसच्या उष्णतेच्या अपव्ययासाठी हे गंभीर आहे, जे डिव्हाइसला जास्त तापविण्यापासून आणि अपयशापासून प्रतिबंधित करते आणि डिव्हाइसची विश्वसनीयता आणि कार्यप्रदर्शन सुधारू शकते. प्रक्रिया उपकरणांमध्ये, जसे की हीटर किंवा कूलिंग प्लेट्स, उच्च थर्मल चालकता तापमान एकरूपता आणि वेगवान प्रतिसाद सुनिश्चित करते.

● कमी थर्मल विस्तार गुणांक: विस्तृत तापमान श्रेणीमध्ये एसआयसीमध्ये थोडे आयामी बदल आहेत.

अनुप्रयोग मूल्य: सेमीकंडक्टर प्रक्रियेमध्ये ज्यात तापमानात कठोर बदल होतो (जसे की रॅपिड थर्मल ne नीलिंग), एसआयसी भाग त्यांचे आकार आणि मितीय अचूकता राखू शकतात, थर्मल मिसॅचमुळे उद्भवणारे ताण आणि विकृती कमी करू शकतात आणि प्रक्रिया अचूकता आणि डिव्हाइस उत्पादन सुनिश्चित करतात.

● उत्कृष्ट थर्मल स्थिरता: एसआयसी उच्च तापमानात त्याची रचना आणि कार्यक्षमता स्थिरता राखू शकते आणि जड वातावरणात 1600 ∘C पर्यंत तापमान किंवा त्याहून अधिक तापमानाचा प्रतिकार करू शकते.

अनुप्रयोग मूल्य: एपिटॅक्सियल ग्रोथ, ऑक्सिडेशन, प्रसार इ. यासारख्या उच्च-तापमान प्रक्रियेच्या वातावरणासाठी योग्य आणि इतर पदार्थांसह विघटित करणे किंवा प्रतिक्रिया देणे सोपे नाही.

● चांगला थर्मल शॉक प्रतिरोध: क्रॅक किंवा नुकसान न करता जलद तापमानात बदल करण्यास सक्षम.

अनुप्रयोग मूल्य: प्रक्रियेच्या चरणांमध्ये एसआयसी घटक अधिक टिकाऊ असतात ज्यासाठी जलद तापमानात वाढ आणि गडी बाद होण्याची आवश्यकता असते.

3） उत्कृष्ट विद्युत गुणधर्म (विशेषत: सेमीकंडक्टर डिव्हाइससाठी):

● वाइड बँडगॅप: एसआयसीचा बॅन्डगॅप सिलिकॉन (एसआय) च्या तुलनेत तीनपट आहे (उदाहरणार्थ, 4 एच-एसआयसी सुमारे 26.२26 ईव्ही आहे आणि एसआय सुमारे १.१२ ईव्ही आहे).

अनुप्रयोग मूल्य:

उच्च ऑपरेटिंग तापमान: वाइड बँडगॅप एसआयसी उपकरणांची अंतर्गत वाहक एकाग्रता देखील उच्च तापमानात अगदी कमी करते, जेणेकरून ते सिलिकॉन उपकरणांपेक्षा (300 ∘ सी पर्यंत किंवा त्याहून अधिक) तापमानात कार्य करू शकते.

उच्च ब्रेकडाउन इलेक्ट्रिक फील्ड: एसआयसीची ब्रेकडाउन इलेक्ट्रिक फील्ड सामर्थ्य सिलिकॉनपेक्षा 10 पट आहे. याचा अर्थ असा की समान व्होल्टेज प्रतिरोध पातळीवर, एसआयसी डिव्हाइस पातळ केले जाऊ शकतात आणि ड्राफ्ट प्रदेश प्रतिरोध कमी आहे, ज्यामुळे वाहकतेचे नुकसान कमी होते.

मजबूत रेडिएशन रेझिस्टन्स: वाइड बँडगॅप देखील त्यास रेडिएशन प्रतिकार अधिक चांगले बनवते आणि एरोस्पेस सारख्या विशेष वातावरणासाठी योग्य आहे.

● उच्च संतृप्ति इलेक्ट्रॉन ड्राफ्ट वेग: एसआयसीची संतृप्ति इलेक्ट्रॉन ड्राफ्ट वेग सिलिकॉनपेक्षा दुप्पट आहे.

अनुप्रयोग मूल्य: हे एसआयसी डिव्हाइसला उच्च स्विचिंग फ्रिक्वेन्सीवर ऑपरेट करण्यास सक्षम करते, जे सिस्टममधील इंडक्टर्स आणि कॅपेसिटर सारख्या निष्क्रिय घटकांचे प्रमाण आणि वजन कमी करण्यासाठी आणि सिस्टम पॉवर घनता सुधारण्यास फायदेशीर आहे.

4） उत्कृष्ट रासायनिक स्थिरता:

एसआयसीमध्ये मजबूत गंज प्रतिकार आहे आणि खोलीच्या तपमानावर बहुतेक ids सिडस्, बेस किंवा पिघळलेल्या क्षारांवर प्रतिक्रिया देत नाही. हे केवळ उच्च तापमानात काही मजबूत ऑक्सिडेंट किंवा पिघळलेल्या तळांवर प्रतिक्रिया देते.

अनुप्रयोग मूल्य: सेमीकंडक्टर ओले एचिंग आणि क्लीनिंग सारख्या संक्षारक रसायनांचा समावेश असलेल्या प्रक्रियेमध्ये, एसआयसी घटक (जसे की बोटी, पाईप्स आणि नोजल) जास्त सेवा आयुष्य आणि दूषित होण्याचा धोका कमी असतो. प्लाझ्मा एचिंग सारख्या कोरड्या प्रक्रियेत, प्लाझ्माबद्दलची त्याची सहिष्णुता बर्‍याच पारंपारिक सामग्रीपेक्षा चांगली आहे.

5）उच्च शुद्धता (उच्च शुद्धता प्राप्त करण्यायोग्य):

उच्च-शुद्धता एसआयसी सामग्री रासायनिक वाष्प जमा (सीव्हीडी) सारख्या पद्धतींनी तयार केली जाऊ शकते.

वापरकर्त्याचे मूल्य: सेमीकंडक्टर मॅन्युफॅक्चरिंगमध्ये, मटेरियल शुद्धता गंभीर आहे आणि कोणत्याही अशुद्धतेमुळे डिव्हाइसच्या कामगिरीवर आणि उत्पन्नावर परिणाम होऊ शकतो. उच्च-शुद्धता एसआयसी घटक सिलिकॉन वेफर्स किंवा प्रक्रिया वातावरणाचे दूषितता कमी करतात.

Ⅱ? एपिटॅक्सियल सब्सट्रेट म्हणून सिलिकॉन कार्बाईड (एसआयसी) चा वापर

एसआयसी सिंगल क्रिस्टल वेफर्स उच्च-कार्यक्षमता एसआयसी पॉवर डिव्हाइस (जसे की एमओएसएफईटीएस, जेएफईटीएस, एसबीडी) आणि गॅलियम नायट्राइड (जीएएन) आरएफ/पॉवर डिव्हाइस तयार करण्यासाठी मुख्य सब्सट्रेट मटेरियल आहेत.

विशिष्ट अनुप्रयोग परिस्थिती आणि वापर:

1) sic-Sic एपिटॅक्सी:

वापरा: उच्च-शुद्धता एसआयसी सिंगल क्रिस्टल सब्सट्रेटवर, एसआयसी पॉवर डिव्हाइसचे सक्रिय क्षेत्र तयार करण्यासाठी विशिष्ट डोपिंग आणि जाडीसह एक एसआयसी एपिटॅक्सियल लेयर रासायनिक वाष्प एपिटॅक्सी (सीव्हीडी) द्वारे वाढविला जातो.

अनुप्रयोग मूल्य: एसआयसी सब्सट्रेटची उत्कृष्ट थर्मल चालकता डिव्हाइसला उष्णता नष्ट करण्यास मदत करते आणि विस्तृत बँडगॅप वैशिष्ट्ये डिव्हाइसला उच्च व्होल्टेज, उच्च तापमान आणि उच्च वारंवारता ऑपरेशनचा प्रतिकार करण्यास सक्षम करते. यामुळे एसआयसी पॉवर डिव्हाइस नवीन उर्जा वाहनांमध्ये (इलेक्ट्रिक कंट्रोल, चार्जिंग ब्लॉकल), फोटोव्होल्टिक इन्व्हर्टर, औद्योगिक मोटर ड्राइव्ह, स्मार्ट ग्रीड्स आणि इतर फील्ड्समध्ये चांगली कामगिरी करतात, सिस्टमची कार्यक्षमता लक्षणीय सुधारते आणि उपकरणांचे आकार आणि वजन कमी करते.

२) गॅन-ऑन-सिक एपिटॅक्सी:

वापरः एसआयसी सब्सट्रेट्स वाढत्या उच्च-गुणवत्तेच्या जीएएन एपिटॅक्सियल थर (विशेषत: उच्च-वारंवारतेसाठी, एचईएमटीसारख्या उच्च-शक्ती आरएफ उपकरणांसाठी) आदर्श आहेत कारण जीएएन (सफाईर आणि सिलिकॉनच्या तुलनेत) आणि अत्यंत उच्च थर्मल चालकता यांच्याशी चांगल्या जाळीशी जुळते.

अनुप्रयोग मूल्य: एसआयसी सब्सट्रेट्स डिव्हाइसची विश्वसनीयता आणि कार्यक्षमता सुनिश्चित करण्यासाठी ऑपरेशन दरम्यान जीएएन डिव्हाइसद्वारे मोठ्या प्रमाणात उष्णता प्रभावीपणे आयोजित करू शकतात. यामुळे जीएएन-ऑन-सिक डिव्हाइसचे 5 जी कम्युनिकेशन बेस स्टेशन, रडार सिस्टम, इलेक्ट्रॉनिक काउंटरमेझर्स आणि इतर क्षेत्रांमध्ये अपरिवर्तनीय फायदे आहेत.

Ⅲ? लेप म्हणून सिलिकॉन कार्बाईड (एसआयसी) चा अर्ज

एसआयसी कोटिंग्ज सामान्यत: सब्सट्रेट एसआयसी उत्कृष्ट गुणधर्म देण्यासाठी सीव्हीडी पद्धतीने ग्रॅफाइट, सिरेमिक्स किंवा धातू सारख्या सब्सट्रेट्सच्या पृष्ठभागावर जमा केल्या जातात.

विशिष्ट अनुप्रयोग परिस्थिती आणि वापर:

1) प्लाझ्मा एचिंग उपकरणे घटक:

घटकांची उदाहरणे: शॉवरहेड्स, चेंबर लाइनर, ईएससी पृष्ठभाग, फोकस रिंग्ज, एच विंडो.

उपयोगः प्लाझ्मा वातावरणात, या घटकांवर उच्च-उर्जा आयन आणि संक्षारक वायूंनी भडिमार केले आहे. एसआयसी कोटिंग्ज या गंभीर घटकांना त्यांच्या उच्च कडकपणा, उच्च रासायनिक स्थिरता आणि प्लाझ्मा इरोशनच्या प्रतिकारामुळे नुकसान होण्यापासून संरक्षण करतात.

अनुप्रयोग मूल्य: घटक जीवन वाढवा, घटक इरोशनद्वारे व्युत्पन्न केलेले कण कमी करा, प्रक्रिया स्थिरता आणि पुनरावृत्ती सुधारणे, देखभाल खर्च आणि डाउनटाइम कमी करा आणि वेफर प्रक्रियेची स्वच्छता सुनिश्चित करा.

२) एपिटॅक्सियल ग्रोथ उपकरणे घटक:

घटकांची उदाहरणे: संवेदनाक्षम/वेफर कॅरियर, हीटर घटक.

उपयोगः उच्च-तापमानात, उच्च-शुद्धता एपिटॅक्सियल ग्रोथ वातावरणामध्ये, एसआयसी कोटिंग्ज (सामान्यत: उच्च-शुद्धता एसआयसी) प्रक्रिया वायूंची प्रतिक्रिया किंवा अशुद्धी सोडण्याच्या प्रतिक्रियेस प्रतिबंध करण्यासाठी उत्कृष्ट उच्च-तापमान स्थिरता आणि रासायनिक जडपणा प्रदान करू शकते.

अनुप्रयोग मूल्य: एपिटॅक्सियल लेयरची गुणवत्ता आणि शुद्धता सुनिश्चित करा, तापमान एकसारखेपणा आणि नियंत्रण अचूकता सुधारित करा.

3) इतर प्रक्रिया उपकरणे घटक:

घटक उदाहरणे: एमओसीव्हीडी उपकरणांच्या ग्रेफाइट डिस्क्स, एसआयसी कोटेड बोटी (प्रसार/ऑक्सिडेशनसाठी बोटी).

उपयोगः गंज-प्रतिरोधक, उच्च-तापमान-प्रतिरोधक, उच्च-शुद्धता पृष्ठभाग प्रदान करा.

अनुप्रयोग मूल्य: प्रक्रिया विश्वसनीयता आणि घटक जीवन सुधारित करा.

Ⅳ? सिलिकॉन कार्बाईड (एसआयसी) चे इतर विशिष्ट उत्पादन घटक (इतर विशिष्ट उत्पादन घटक) म्हणून अनुप्रयोग

सब्सट्रेट आणि कोटिंग असण्याव्यतिरिक्त, एसआयसी स्वतःच उत्कृष्ट सर्वसमावेशक कामगिरीमुळे थेट विविध अचूक घटकांमध्ये प्रक्रिया केली जाते.

विशिष्ट अनुप्रयोग परिस्थिती आणि वापर:

1) वेफर हाताळणी आणि हस्तांतरण घटक:

घटकांची उदाहरणे: रोबोट एंड इफेक्टर्स, व्हॅक्यूम चक्स, एज ग्रिप्स, लिफ्ट पिन.

वापरा: या घटकांना उच्च कडकपणा, उच्च पोशाख प्रतिरोध, कमी थर्मल विस्तार आणि उच्च शुद्धता आवश्यक आहे की कोणतेही कण तयार केले जात नाहीत, वेफर स्क्रॅच नाहीत आणि वेफर्सला उच्च वेगाने आणि उच्च अचूकतेवर वाहतूक करताना तापमानात बदल झाल्यामुळे विकृतपणा नाही.

अनुप्रयोग मूल्य: वेफर ट्रान्समिशनची विश्वसनीयता आणि स्वच्छता सुधारित करा, वेफर नुकसान कमी करा आणि स्वयंचलित उत्पादन ओळींचे स्थिर ऑपरेशन सुनिश्चित करा.

२) उच्च-तापमान प्रक्रिया उपकरणे स्ट्रक्चरल भाग:

घटकांची उदाहरणे: प्रसार/ऑक्सिडेशन, बोटी/कॅन्टिलिव्हर्स, थर्माकोपल प्रोटेक्शन ट्यूब, नोजलसाठी फर्नेस ट्यूब.

अनुप्रयोगः एसआयसीची उच्च तापमान सामर्थ्य, थर्मल शॉक प्रतिरोध, रासायनिक जडत्व आणि कमी प्रदूषण वैशिष्ट्यांचा वापर करा.

अनुप्रयोग मूल्य: उच्च तापमान ऑक्सिडेशन, प्रसार, ne नीलिंग आणि इतर प्रक्रियेत स्थिर प्रक्रिया वातावरण प्रदान करा, उपकरणे जीवन वाढवा आणि देखभाल कमी करा.

3) सुस्पष्टता सिरेमिक घटक:

घटक उदाहरणे: बीयरिंग्ज, सील, मार्गदर्शक, लॅपिंग प्लेट्स.

अनुप्रयोग: एसआयसीची उच्च कडकपणा, परिधान प्रतिरोध, गंज प्रतिकार आणि मितीय स्थिरता वापरा.

अनुप्रयोग मूल्य: सीएमपी (केमिकल मेकॅनिकल पॉलिशिंग) उपकरणांमध्ये वापरल्या जाणार्‍या काही घटकांसारख्या कठोर वातावरणास उच्च सुस्पष्टता, दीर्घ जीवन आणि प्रतिकार आवश्यक असलेल्या काही यांत्रिक घटकांमध्ये उत्कृष्ट कामगिरी.

4) ऑप्टिकल घटक:

घटक उदाहरणे: अतिनील/एक्स-रे ऑप्टिक्स, ऑप्टिकल विंडोजसाठी मिरर.

उपयोगः एसआयसीची उच्च कडकपणा, कमी थर्मल विस्तार, उच्च थर्मल चालकता आणि पॉलिशिबिलिटी हे मोठ्या प्रमाणात, उच्च-स्थिरता मिरर (विशेषत: स्पेस टेलिस्कोप किंवा सिंक्रोट्रॉन रेडिएशन स्रोतांमध्ये) तयार करण्यासाठी एक आदर्श सामग्री बनवते.

अनुप्रयोग मूल्य: अत्यंत परिस्थितीत उत्कृष्ट ऑप्टिकल कार्यप्रदर्शन आणि मितीय स्थिरता प्रदान करते.