แหวนสะสมซิลิกอนคาร์ไบด์ที่มีความบริสุทธิ์สูง-/แหวนขอบ

วงแหวนสะสมซิลิกอนคาร์ไบด์ที่มีความบริสุทธิ์สูง- หรือที่เรียกกันทั่วไปว่าวงแหวนขอบหรือวงแหวนโฟกัส เป็นส่วนประกอบหลักที่ใช้สิ้นเปลืองภายในห้องกระบวนการสำคัญ เช่น การสะสมไอสารเคมี (CVD) และการแกะสลักในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ โดยจะวางตำแหน่งรอบๆ ขอบของหัวจับไฟฟ้าสถิตที่ยึดแผ่นเวเฟอร์ ไม่ว่าจะสัมผัสกันอย่างใกล้ชิดหรือรักษาช่องว่างเล็กน้อยจากขอบเวเฟอร์ หน้าที่หลักคือการกำหนดพื้นที่การกระจายที่สม่ำเสมอสำหรับพลาสมาหรือก๊าซที่เกิดปฏิกิริยา ป้องกันหัวจับจากการปนเปื้อนโดยกระบวนการโดย-ผลิตภัณฑ์ และรับรองความสม่ำเสมอของกระบวนการที่บริเวณขอบเวเฟอร์ สิ่งนี้ส่งผลโดยตรงต่อความสม่ำเสมอของการสะสมหรือการกัดของฟิล์มบาง- อัตราข้อบกพร่อง และผลผลิตโดยรวมของแผ่นเวเฟอร์ทั้งหมด โดยเฉพาะที่ขอบ เกรดความบริสุทธิ์ของซิลิคอนคาร์ไบด์ ซึ่งโดยทั่วไปจะระบุเป็น 4N (99.99%) หรือ 5N (99.999%) ขึ้นไป เป็นตัวกำหนดที่สำคัญของประสิทธิภาพและขอบเขตการใช้งาน

• มีความบริสุทธิ์สูงและการปนเปื้อนต่ำ: ผลิตจากผงซิลิคอนคาร์ไบด์ที่มีความบริสุทธิ์สูง- โดยมีเกรดมาตรฐานอยู่ที่ 4N (99.99%) และเกรดที่สูงกว่า-เกรด 5N (99.999%) ช่วยให้มั่นใจได้ว่ามีสิ่งเจือปนที่เป็นโลหะจะปล่อยออกมาน้อยที่สุดในสภาพแวดล้อมพลาสมาที่มีอุณหภูมิสูง- ซึ่งป้องกันการปนเปื้อนของเวเฟอร์ ตัวเลือกระหว่าง 4N และ 5N ขึ้นอยู่กับความไวของกระบวนการเซมิคอนดักเตอร์เฉพาะต่อระดับสิ่งเจือปน
• ความต้านทานต่ออุณหภูมิสูงเป็นพิเศษ-: ด้วยจุดหลอมเหลวสูงถึง 2,700 องศา จึงสามารถทำงานได้อย่างเสถียรเป็นระยะเวลานานที่อุณหภูมิกระบวนการเซมิคอนดักเตอร์ทั่วไป (มักจะเกิน 600 องศา) โดยไม่มีการเสียรูปหรือประสิทธิภาพลดลง ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่มีอยู่ในทั้งเกรด 4N และ 5N
• ความต้านทานการกัดกร่อนของพลาสมาที่ดีเยี่ยม: ในสภาพแวดล้อมพลาสมาที่มีฟลูออรีน- หรือคลอรีนที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูง- ซิลิคอนคาร์ไบด์มีอัตราการกัดเซาะที่ต่ำมาก ทำให้มีอายุการใช้งานยาวนานกว่ามากเมื่อเทียบกับวัสดุ เช่น ควอตซ์หรืออลูมินา
• การนำความร้อนและไฟฟ้าได้ดี: การนำความร้อนของมันใกล้เคียงกับโลหะ ช่วยให้อุณหภูมิมีความสม่ำเสมอที่ขอบเวเฟอร์ นอกจากนี้ยังมีค่าการนำไฟฟ้าที่ปรับได้ ซึ่งช่วยให้เปลือกพลาสมามีความเสถียรและปรับความสม่ำเสมอของกระบวนการให้เหมาะสม
• ความแข็งสูงและความต้านทานการสึกหรอ: ความแข็ง Mohs สูงช่วยให้ทนทานต่อการกัดเซาะของอนุภาคและการสึกหรอทางกลในระหว่างการประมวลผล โดยรักษาความเรียบของพื้นผิว
• ความแข็งแรงทางกลสูง: รักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้างภายใต้อุณหภูมิสูงและความเครียดจากการหมุนเวียนของความร้อน ป้องกันการแตกหัก

• เกรดความบริสุทธิ์ของวัสดุ: กำหนดเป็น 4N (99.99%) และ 5N (99.999%) โดยทั่วไปปริมาณสิ่งเจือปนของโลหะจะต่ำกว่า 100 ppm สำหรับ 4N และ 10 ppm หรือต่ำกว่าสำหรับ 5N โดยมีการควบคุมสารปนเปื้อนที่สำคัญ เช่น โซเดียม เหล็ก และแคลเซียมที่ระดับส่วนต่อพันล้าน (ppb) โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับวัสดุ 5N
• ความหนาแน่นและความพรุน: การเผาผนึกความหนาแน่นสูง-ถือเป็นมาตรฐาน โดยมีความหนาแน่นรวมมากกว่า 3.10 g/cm³ และความพรุนแบบเปิดต่ำมาก (< 0.1%) to prevent gas permeation and particle retention.
• ความต้านทาน: ปรับได้ภายในช่วงตามความต้องการของกระบวนการ โดยทั่วไประหว่าง 0.1 ถึง 100 Ω·cm เพื่อตอบสนองข้อกำหนดที่แตกต่างกันสำหรับการควบคุมไฟฟ้าสถิตและการต่อพลาสมา
• ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อน (CTE): ค่อนข้างต่ำ (ประมาณ 4.0 x 10⁻⁶ /K) ซึ่งใกล้เคียงกับค่าของเวเฟอร์ซิลิคอน ช่วยให้มั่นใจว่าเข้ากันได้ดีในระหว่างการหมุนเวียนตามความร้อนและลดความเครียด
• ความหยาบของพื้นผิว: ขัดอย่างแม่นยำจนถึงความหยาบของพื้นผิว Ra โดยทั่วไปจะน้อยกว่า 0.4 μm พื้นผิวเรียบช่วยลดการยึดเกาะของอนุภาคและอำนวยความสะดวกในการทำความสะอาด
• ความแม่นยำด้านมิติ: นำเสนอความแม่นยำทางเรขาคณิตที่สูงมากสำหรับเส้นผ่านศูนย์กลางภายใน/ภายนอก ความเรียบ และความขนาน (โดยทั่วไปจะมีค่าความคลาดเคลื่อนภายใน ±0.05 มม.) ทำให้มั่นใจได้ว่าเข้ากันได้อย่างลงตัวกับเวเฟอร์และหัวจับ
• ขนาดเกรน: โครงสร้างเกรนละเอียด- (ขนาดเกรนโดยเฉลี่ยจะน้อยกว่า 5 μm) ช่วยเพิ่มความแข็งแรงเชิงกลของวัสดุและความสม่ำเสมอในการต้านทานการกัดกร่อน

วงแหวนสะสม/ขอบของซิลิคอนคาร์ไบด์ที่มีความบริสุทธิ์สูง-เป็นส่วนประกอบที่ขาดไม่ได้ในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ขั้นสูง โดยการเลือกเกรดวัสดุ (4N เทียบกับ. 5N) จะขึ้นอยู่กับข้อกำหนดของกระบวนการ:

การสะสมไอสารเคมี (CVD) และการสะสมของชั้นอะตอม (ALD): รับประกันความหนาและคุณสมบัติของฟิล์มที่สม่ำเสมอที่ขอบเวเฟอร์. 5 เกรด N มักจำเป็นสำหรับตรรกะขั้นสูงสุดและการสะสมอุปกรณ์หน่วยความจำ เนื่องจากการปนเปื้อนของโลหะ-ต่ำเป็นพิเศษ

การกัดแบบแห้ง: ควบคุมโปรไฟล์การกัดที่ขอบเวเฟอร์อย่างแม่นยำ พร้อมปกป้องหัวจับไฟฟ้าสถิต ทั้ง 4N และ 5N มีการใช้กันอย่างแพร่หลาย โดยที่ 5N เป็นที่ต้องการสำหรับกระบวนการกัดกรดที่มีความไวสูงบนโหนดขั้นสูง

การทำความสะอาดพลาสมา: ช่วยรักษาขอบเขตพลาสมาที่มั่นคง. 4เกรด N อาจเพียงพอสำหรับการทำความสะอาดหลายประเภท

โหนดกระบวนการขั้นสูง: ในการผลิตชิปลอจิกที่ 28 นาโนเมตรและต่ำกว่า และชิปหน่วยความจำขั้นสูง (3D NAND, DRAM) ซิลิคอนคาร์ไบด์ความบริสุทธิ์สูง 5N (99.999%+) สูง-โดยทั่วไปจะเป็นมาตรฐานในการป้องกันข้อบกพร่องและรับประกันผลผลิต

สารกึ่งตัวนำแบบผสม: ในการผลิตอุปกรณ์พลังงานที่ใช้ GaN, SiC- และอุปกรณ์ RF นั้น ซิลิคอนคาร์ไบด์ที่มีความบริสุทธิ์สูง- 4N ถูกนำมาใช้โดยทั่วไป ซึ่งให้ความสมดุลที่ยอดเยี่ยมของประสิทธิภาพ -การต้านทานต่ออุณหภูมิสูง และ-ความคุ้มค่า{4}}สำหรับการใช้งานเหล่านี้

ป้ายกำกับยอดนิยม: แหวนสะสมซิลิกอนคาร์ไบด์ที่มีความบริสุทธิ์สูง- / แหวนขอบ ผู้ผลิตแหวนสะสมซิลิกอนคาร์ไบด์ที่มีความบริสุทธิ์สูง- / แหวนขอบ ซัพพลายเออร์ โรงงาน, หลอดเซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์