La « force fondamentale » des équipements semi-conducteurs : les composants en carbure de silicium
Le carbure de silicium (SiC) est un matériau céramique structurel doté d’excellentes propriétés. Les pièces en carbure de silicium, c’est-à-dire les pièces d’équipement en carbure de silicium et ses matériaux composites comme matériaux principaux, présentent les caractéristiques d’une densité élevée, d’une conductivité thermique élevée, d’une résistance à la flexion élevée, d’un module d’élasticité élevé, etc., et peuvent être adaptées à la tranche. épitaxie, gravure, etc. En raison de l’environnement de réaction très corrosif et à très haute température dans le processus de fabrication, il est largement utilisé dans les principaux équipements semi-conducteurs tels que les équipements de croissance épitaxiale, les équipements de gravure et les équipements d’oxydation/diffusion/recuit.
Selon la structure cristalline, il existe de nombreuses formes cristallines de carbure de silicium. Actuellement, les SiC courants sont principalement de type 3C, 4H et 6H. Différentes formes cristallines de SiC ont des utilisations différentes. Parmi eux, le 3C-SiC est aussi souvent appelé β-SiC. Une utilisation importante du β-SiC est comme matériau de film et de revêtement. Par conséquent, le β-SiC est actuellement le matériau principal pour le revêtement à base de graphite.
Selon le processus de préparation, les pièces en carbure de silicium peuvent être divisées en carbure de silicium par dépôt chimique en phase vapeur (CVD SiC), carbure de silicium fritté par réaction, carbure de silicium fritté par recristallisation, carbure de silicium fritté à pression atmosphérique, carbure de silicium fritté par pressage à chaud, frittage par pressage isostatique à chaud et carbonisation Silicium, etc.
Pièces en carbure de silicium
1. Pièces en carbure de silicium CVD
Les composants en carbure de silicium CVD sont largement utilisés dans les équipements de gravure, les équipements MOCVD, les équipements épitaxiaux SiC, les équipements de traitement thermique rapide et d’autres domaines.
Équipement de gravure : le segment de marché le plus important pour les composants CVD en carbure de silicium est l’équipement de gravure. Les composants en carbure de silicium CVD dans les équipements de gravure comprennent des bagues de focalisation, des pommes de douche à gaz, des plateaux, des anneaux de bord, etc. En raison de la faible réactivité et conductivité du carbure de silicium CVD aux gaz de gravure contenant du chlore et du fluor, il devient un matériau idéal pour le plasma. des composants tels que des bagues de mise au point dans les équipements de gravure.
Revêtement à base de graphite : le dépôt chimique en phase vapeur à basse pression (CVD) est actuellement le procédé le plus efficace pour préparer des revêtements SiC denses. L’épaisseur des revêtements CVD-SiC est contrôlable et présente les avantages de l’uniformité. Les bases en graphite revêtues de SiC sont couramment utilisées dans les équipements de dépôt chimique en phase vapeur organométallique (MOCVD) pour supporter et chauffer des substrats monocristallins. Ils constituent le noyau et les composants clés des équipements MOCVD.
2. Pièces en carbure de silicium fritté par réaction
Pour les matériaux SiC frittés par réaction (infiltration réactive ou liaison par réaction), le retrait de la ligne de frittage peut être contrôlé en dessous de 1 % et la température de frittage est relativement basse, ce qui réduit considérablement les exigences en matière de contrôle de la déformation et d’équipement de frittage. Par conséquent, cette technologie présente l’avantage de permettre de réaliser facilement des composants à grande échelle et a été largement utilisée dans les domaines de la fabrication de structures optiques et de précision.