Ce este barca de napolitană ceramică cu carbură de siliciu (SiC)?

În procesele semiconductoare la temperatură înaltă, manipularea, susținerea și tratarea termică a plachetelor se bazează pe o componentă specială de susținere - barca napolitană. Pe măsură ce temperaturile procesului cresc și cerințele de curățenie și control al particulelor cresc, bărcile tradiționale cu napolitană de cuarț dezvăluie treptat probleme precum durata de viață scurtă, ratele mari de deformare și rezistența scăzută la coroziune.Barci ceramice cu carbură de siliciu (SiC).au apărut în acest context și au devenit un purtător cheie în echipamentele de procesare termică de ultimă generație.

Carbura de siliciu (SiC) este un material ceramic de inginerie care combină duritate ridicată, conductivitate termică ridicată și stabilitate chimică excelentă. Ceramica SiC, formată prin sinterizare la temperatură înaltă, nu numai că prezintă o rezistență superioară la șocuri termice, dar menține și structura și dimensiunea stabile în medii oxidante și corozive. Ca rezultat, atunci când este fabricat sub formă de barcă de napolitană, poate suporta în mod fiabil procese la temperatură înaltă, cum ar fi difuzia, recoacere și oxidare, făcându-l deosebit de potrivit pentru procesele termice care funcționează la temperaturi peste 1100°C.

Structura bărcilor napolitane este de obicei proiectată cu o configurație de grilă paralelă, multistratificată, capabilă să țină zeci sau chiar sute de napolitane simultan. Avantajele ceramicii SiC în controlul coeficienților de dilatare termică le fac mai puțin predispuse la deformare termică sau microcracare în timpul proceselor de accelerare și declinare la temperaturi ridicate. În plus, conținutul de impurități metalice poate fi strict controlat, reducând semnificativ riscurile de contaminare la temperaturi ridicate. Acest lucru le face foarte potrivite pentru procese care sunt extrem de sensibile la curățenie, cum ar fi producția de dispozitive de alimentare, MOSFET-uri SiC, MEMS și alte produse.

În comparație cu bărcile tradiționale cu napolitană de cuarț, bărcile cu napolitană ceramică cu carbură de siliciu au, de obicei, o durată de viață de 3-5 ori mai mare în condiții de ciclu termic frecvent la temperatură ridicată. Rigiditatea lor mai mare și rezistența la deformare permit o aliniere mai stabilă a plachetelor, ceea ce ajută la îmbunătățirea randamentului. Mai important, materialele SiC mențin modificări dimensionale minime în timpul ciclurilor frecvente de încălzire și răcire, reducând ciobirea marginilor plachetei sau scurgerea particulelor cauzate de deformarea barcii de napolitană.

În ceea ce privește producția, bărcile cu carbură de siliciu sunt produse de obicei prin sinterizare cu reacție (RBSiC), sinterizare densă (SSiC) sau sinterizare asistată de presiune. Unele produse de ultimă generație folosesc, de asemenea, prelucrare CNC de precizie și lustruire a suprafețelor pentru a îndeplini cerințele de precizie la nivel de plachetă. Diferențele tehnice în controlul formulei, gestionarea impurităților și procesele de sinterizare între diferiți producători afectează direct performanța finală a bărcilor napolitane.

În aplicațiile industriale, barcile ceramice cu carbură de siliciu devin treptat alegerea preferată pentru producătorii de echipamente de ultimă generație în procesele de procesare termică, de la dispozitive tradiționale de siliciu la materiale semiconductoare de a treia generație. Acestea nu sunt potrivite doar pentru diferite echipamente de procesare termică, cum ar fi cuptoarele cu tuburi verticale și cuptoarele de oxidare orizontale, dar performanța lor stabilă în medii cu temperatură înaltă, foarte corozive oferă, de asemenea, garanții mai puternice pentru consistența procesului și capacitatea echipamentului.

Popularizarea treptată a bărcilor cu napolitană ceramică cu carbură de siliciu marchează accelerarea materialelor ceramice avansate care pătrund în componentele suport de bază ale echipamentelor semiconductoare. În comparație cu materialele tradiționale de cuarț, avantajele lor în ceea ce privește stabilitatea la temperaturi ridicate, rigiditatea structurală și rezistența la oboseală termică oferă o bază materială de încredere pentru evoluția continuă a temperaturilor mai ridicate și a ferestrelor de proces mai stricte. În prezent, bărcile cu napolitană ceramică cu carbură de siliciu de 6 inci și 8 inci sunt utilizate pe scară largă în procesele de tratare termică de producție în masă a dispozitivelor de putere din industria semiconductoarelor. Specificația de 12 inci este introdusă treptat în procesele de vârf și liniile de producție avansate, devenind o direcție importantă pentru următoarea fază de colaborare cu echipamente și materiale. În același timp, ambarcațiunile cu napolitană de 2-4 inch continuă să joace un rol în platformele de cercetare și scenarii de proces specifice, cum ar fi procesarea substratului LED și verificarea procesului. Bărcile cu napolitane ceramice cu carbură de siliciu vor demonstra avantaje mai mari în ceea ce privește stabilitatea, controlul dimensiunii și capacitatea napolitanelor, conducând la evoluția continuă a tehnologiei materialelor ceramice aferente.