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各种SiC晶舟的作法与差异性,分享

A)用CVD-SiC薄膜涂覆的石墨晶舟
      石墨容易加工,可从一个块材经过各种精密加工成为一体单件式晶舟。由于石墨是多孔性物质,必须于其表面涂覆

      一层厚度约100um 的CVD-SiC薄膜,方可避免石墨表面直接曝露于各种半导体制程造成细微粒(particle)的问题。

      但是在CVD-SiC涂层之后,晶舟表面的所有区域的SiC薄膜的厚度是不容易控制。由于石墨体和SiC薄膜之间的

      CTE(热膨胀系数)不匹配,SiC薄膜通常在几次升降温使用后容易剥落。再者,由于自动化运输过程中的碰撞,

      SiC膜也容易破裂。一旦SiC薄膜剥落,石墨将暴露于环境中,腐蚀性气体或液体进入多孔性的石墨体后,不易

      清除干净,从而导致高温制程中有细微粒(particle)产生之意外结果发生。这种涂有CVD-SiC薄膜的石墨舟最便

      宜,寿命最短,约1年。

 

B)用CVD-SiC薄膜涂覆的重结晶SiC晶舟
      重结晶SiC晶舟通常是将几个单元部件先预先形成、烧结,然后分别加工,之后将各个单元部件在高温下以Si膏接

      合,接合成一晶舟之后再CVD涂覆SiC膜。由于重结晶SiC是多孔的,因此可以在高温下利用Si膏接合(胶

      合)。如果没有CVD涂覆SiC薄膜,则多孔重结晶SiC会在各种半导体制程中引起细微粒(particle)问题。因此,

      涂覆有CVD-SiC薄膜的重结晶SiC的成本非常昂贵。此外,接合区域的Si膏无法承受与SiC材料一样高的温度。

      此外,一旦晶舟发生碰撞造成涂覆的SiC薄膜剥离,多孔的重结晶SiC将在各种半导体制程中引起细微粒

      (particle)问题。这种涂有CVD-SiC薄膜的重结晶SiC晶舟制造流程最长(将几个单元部件先进行预成型,烧结

      和机械加工,在高温下用Si膏连接所有单元部件,然后用CVD-SiC涂层)并且成本最高。比起石墨披覆CVD-SiC

      薄膜的晶舟,重结晶SiC与CVD-SiC薄膜无CTE不匹配的问题。但是厚度约100um 的CVD-SiC薄膜,因酸洗与碰

      撞造成涂覆的SiC薄膜剥离,使用寿命时间亦不可能很长,约为2〜3年。

 

C)没有CVD涂层的一体单件式SiC晶舟
      若无CVD涂层的晶舟,其先决条件是表面必须是致密性材料。致密性的SiC材料有两种材质,无压烧结SiC(SSiC)

      和反应烧结SiC(RBSC,也称矽渗透SiC,SiSiC)。无论是无压烧结SiC(SSiC)和反应烧结SiC(RBSC)材

      料,都无法像石英材料熔接各单元部件使成一体。然而,要将SiC从粉末形并烧结成一体单件式晶舟的近净形状

      并不容易,再者,SiC非常坚硬且不易加工,这会导致一体单件式SiC晶舟加工成本极高。尽管RBSC比SSiC稍

      容易形成近净形状,但RBSC仍然非常坚硬并且不易加工,这也导致极高的成本。另一方面,RBSC含有10~15%

      的游离Si,无法承受与SSiC材料一样高的温度。并且,游离的Si很容易被HF酸蚀刻,从而导致细微粒 (particle)

      问题。

 

D)Kallex SiC 组合式晶舟(不含CVD涂层)
      我们的SiC晶舟的材料是无压烧结SiC(SSiC),纯度为99.675%。我们将各单元部件先成形、烧结和研磨加工,

      然后利用SSiC螺丝和螺栓将它们组合在一起并以SSiC插销固定。我们计算总负载的重量并将其考虑在内,其装载

      能力将远高于您的需求。我们的SiC晶舟的强度是不会成为问题的。此外,无压烧结SSiC没有CVD薄膜剥落导致

      颗粒的问题,并且在严苛环境中,例如高温,腐蚀性和HF酸,可承受长期挑战。我们保证我们的SiC组合式晶舟

      的使用寿命超过5年。因此,比起各种SiC晶舟,我们相信我们的SiC组合式晶舟是中最具成本效益的。