半导体用高纯碳化硅陶瓷材料说明
作者:admin   2025-06-11 15:00:43

1.产品特点

针对半导体设备工艺情况 ,本公司高纯碳化硅(SiC)与市场上 碳化硅材料******的区别是纯度特别高,在高温腐蚀性气体中不会污染 半导体产品和半导体设备。如现在进口设备中广泛应用的是美国 COORSTEK 公司的产品。本产品主要性能参数如下:

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下图是美国 COORSTEK 公司的产品主要参数,他并未列出纯度 半导体用高纯碳化硅陶瓷材料说明指标。但是经各方了解及半导体工况要求与陶瓷制成经验,纯度要求 不低于 50ppm ,此指标越高越好。

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2.剖析 COORSTEK 产品

问题 1:纯度要求为什么那么高?

解答:半导体制成中会对碳化硅陶瓷材料有高温、腐蚀等极端工况条件且本身制成中不能有杂质特别是金属离子产生。所以如果碳化 硅陶瓷材料中一定要严格把控杂质含量,要不然上述工况环境中很容 易会挥发出来金属离子。 

问题 2:为什么在碳化硅本体外还要加做涂层?

解答:在碳化硅陶瓷本体外会用 cvd 工艺加做一层纯度更高的碳 化硅涂层是为了强化耐腐蚀程度和降低金属离子析出。所以如果碳化 硅陶瓷本体如果纯度不够的话也会严重影响 cvd涂层时的纯度。(cvd 涂层工艺温度在 1100 度左右) 

问题 3:通常碳化硅陶瓷 的密度在 3.15g/cm3 以上 ,为什么 COORSTEK 的只有 2.8g/cm3 ?

解答:通常在碳化硅陶瓷烧结过程中会添加烧结助剂来使陶瓷致 密化,但是引入的助剂会使纯度大幅下降。所以 COORSTEK 使用反 应烧结,不需要添加烧结助剂,但是密度会有所降低。我公司的密度 会更高是因为采用了更细的粉末来烧结,密度提高也有利于降低比表 面积提高耐腐蚀性能,从而提升寿命。 

3.总结

综上分析 COORSTEK 采用反应烧结工艺和外部使用 cvd 涂层工 艺做出的最终产品才能满足半导体工艺制成对于纯度的需求。 另在实际半导体生产工艺制成中是很难做到对于外部涂层使用状况进行量化管理的。经对 COORSTEK 公司使用过的产品研究发 现 涂层存在局部侵蚀或剥落的现象,但是不影响半导体工艺制成。 这说 明陶瓷本体的纯度确实做的很高,才能保证在即使涂层有缺陷 的情况 下也没对半导体产品产生影响。 下图是我方对于纯度优化的两次检测结果,后期还在优化过程中 , 目标降至 10ppm以内。

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