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各種SiC晶舟的作法與差異性

A)用CVD-SiC膜塗覆的石墨晶舟

石墨容易加工,可從一個塊材經過各種精密加工成為一體單件式晶舟。由於石墨是多孔性物質,必須於其表面塗覆一層厚度約100um 的CVD-SiC薄膜,方可避免石墨表面直接曝露於各種半導體製程造成細微粒(particle)的問題。

但是在CVD-SiC塗層之後,晶舟表面的所有區域的SiC薄膜的厚度是不容易控制。

由於石墨體和SiC薄膜之間的CTE(熱膨脹係數)不匹配,SiC薄膜通常在幾次升降溫使用後容易剝落。再者,由於自動化運輸過程中的碰撞,SiC薄膜也容易破裂。一旦SiC薄膜剝落,石墨將暴露於環境中,腐蝕性氣體或液體進入多孔性的石墨體後,不易清除乾淨,從而導致高溫製程中有細微粒(particle)產生之意外結果發生。

這種塗有CVD-SiC薄膜的石墨舟最便宜,壽命最短,約1年。

 

B)用CVD-SiC膜塗覆的重結晶SiC晶舟

重結晶SiC晶舟通常是將幾個單元部件先預先形成、燒結,然後分別加工,之後將各個單元部件在高溫下以Si膏接合,接合成一晶舟之後再CVD塗覆SiC薄膜。由於重結晶SiC是多孔的,因此可以在高溫下利用Si膏接合(膠合)。如果沒有CVD塗覆SiC薄膜,則多孔重結晶SiC會在各種半導體製程中引起細微粒(particle)問題。因此,塗覆有CVD-SiC薄膜的重結晶SiC的成本非常昂貴。此外,接合區域的Si膏無法承受與SiC材料一樣高的溫度。此外,一旦晶舟發生碰撞造成塗覆的SiC膜剝離,多孔的重結晶SiC將在在各種半導體製程中引起細微粒(particle)問題。這種塗有CVD-SiC薄膜的重結晶SiC晶舟製造流程最長(將幾個單元部件先進行預成型,燒結和機械加工,在高溫下用Si膏連接所有單元部件,然後用CVD-SiC塗層)並且成本最高。比起石墨披覆CVD-SiC薄膜的晶舟,重結晶SiC與CVD-SiC薄膜無CTE不匹配的問題。但是厚度約100um 的CVD-SiC薄膜,因酸洗與碰撞造成塗覆的SiC膜剝離,其使用壽命時間亦不可能很長,約為2〜3年。

 

C)沒有CVD塗層的一體單件式SiC晶舟

若無CVD塗層的晶舟,其先決條件是表面必須是緻密性材料。緻密性的SiC材料有兩種材質,無壓燒結SiC(SSiC)和反應燒結SiC(RBSC,也稱矽滲透SiC,SiSiC)。無論是無壓燒結SiC(SSiC)和反應燒結SiC(RBSC)材料,都無法像石英材料熔接各單元部件使成一體。然而,要將SiC從粉末成形並燒結成一體單件式晶舟的近實形狀並不容易,再者,SiC非常堅硬且不易加工,這會導致一體單件式SiC晶舟加工成本極高。儘管RBSC比SSiC稍微容易形成近實形狀,但RBSC仍然非常堅硬並且不易加工,這也導致極高的成本。另一方面,RBSC含有10~15%的游離Si,無法承受與SSiC材料一樣高的溫度。並且,游離的Si很容易被HF酸蝕刻,從而導致細微粒(particle)問題。

 

(D)Kallex SiC 組合式晶舟(不含CVD塗層)

我們的SiC晶舟的材料是無壓燒結SiC(SSiC),純度為99.675%(附件供您參考)。我們將各單元部件先成形、燒結和研磨加工,然後利用SSiC螺絲和螺栓將它們組合在一起並以SSiC插銷固定。我們計算總負載的重量並將其考慮在內,其裝載能力將遠高於您的需求。我們的SiC晶舟的強度是不會成為問題的。此外,無壓燒結SSiC沒有CVD薄膜剝落導致顆粒的問題,並且在嚴苛環境中,例如高溫,腐蝕性和HF酸,可承受長期挑戰。我們保證我們的SiC組合式晶舟的使用壽命超過5年。因此,比起各種SiC晶舟,我們相信我們的SiC組合式晶舟是中最具成本效益的。

 

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