Siliziumkarbidist eine harte Verbindung aus Silizium und Kohlenstoff und kommt in der Natur als äußerst seltenes Mineral Moissanit vor. Siliziumkarbidpartikel können durch Sintern miteinander verbunden werden, um sehr harte Keramiken zu bilden, die häufig in Anwendungen eingesetzt werden, die eine hohe Haltbarkeit erfordern, insbesondere in der Halbleiterverarbeitung.
Physikalische Struktur von SiC
Was ist eine SiC-Beschichtung?
Die SiC-Beschichtung ist eine dichte, verschleißfeste Siliziumkarbid-Beschichtung mit hoher Korrosions- und Hitzebeständigkeit und ausgezeichneter Wärmeleitfähigkeit. Diese hochreine SiC-Beschichtung wird vor allem in der Halbleiter- und Elektronikindustrie eingesetzt, um Waferträger, Basen und Heizelemente vor korrosiven und reaktiven Umgebungen zu schützen. Die SiC-Beschichtung eignet sich auch für Vakuumöfen und Probenerwärmung in Hochvakuum-, reaktiven und Sauerstoffumgebungen.
Hochreine SiC-Beschichtungsoberfläche
Was ist das SiC-Beschichtungsverfahren?
Dabei wird eine dünne Schicht Siliziumkarbid auf der Oberfläche des Substrats abgeschiedenCVD (Chemische Gasphasenabscheidung). Die Abscheidung erfolgt üblicherweise bei Temperaturen von 1200–1300 °C und das Wärmeausdehnungsverhalten des Substratmaterials sollte mit der SiC-Beschichtung kompatibel sein, um thermische Spannungen zu minimieren.
CVD-SIC-Beschichtungsfilm-Kristallstruktur
Die physikalischen Eigenschaften der SiC-Beschichtung spiegeln sich hauptsächlich in ihrer hohen Temperaturbeständigkeit, Härte, Korrosionsbeständigkeit und Wärmeleitfähigkeit wider.
Typische physikalische Parameter sind in der Regel wie folgt:
Härte: SiC-Beschichtungen haben typischerweise eine Vickers-Härte im Bereich von 2000–2500 HV, was ihnen eine extrem hohe Verschleiß- und Schlagfestigkeit in industriellen Anwendungen verleiht.
Dichte: SiC-Beschichtungen haben typischerweise eine Dichte von 3,1–3,2 g/cm³. Die hohe Dichte trägt zur mechanischen Festigkeit und Haltbarkeit der Beschichtung bei.
Wärmeleitfähigkeit: SiC-Beschichtungen haben eine hohe Wärmeleitfähigkeit, typischerweise im Bereich von 120–200 W/mK (bei 20 °C). Dies verleiht ihm eine gute Wärmeleitfähigkeit in Umgebungen mit hohen Temperaturen und macht es besonders geeignet für Wärmebehandlungsanlagen in der Halbleiterindustrie.
Schmelzpunkt: Siliziumkarbid hat einen Schmelzpunkt von etwa 2730 °C und weist eine ausgezeichnete thermische Stabilität bei extremen Temperaturen auf.
Wärmeausdehnungskoeffizient: SiC-Beschichtungen haben einen niedrigen linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten (CTE), typischerweise im Bereich von 4,0–4,5 µm/mK (bei 25–1000 °C). Dadurch ist die Dimensionsstabilität auch bei großen Temperaturunterschieden hervorragend.
Korrosionsbeständigkeit: SiC-Beschichtungen sind äußerst korrosionsbeständig in stark sauren, alkalischen und oxidierenden Umgebungen, insbesondere bei Verwendung starker Säuren (wie HF oder HCl), ihre Korrosionsbeständigkeit übertrifft die von herkömmlichen Metallmaterialien bei weitem.
SiC-Beschichtungen können auf folgende Materialien aufgebracht werden:
Hochreiner isostatischer Graphit (niedriger CTE)
Wolfram
Molybdän
Siliziumkarbid
Siliziumnitrid
Kohlenstoff-Kohlenstoff-Verbundwerkstoffe (CFC)
SiC-beschichtete Produkte werden üblicherweise in den folgenden Bereichen eingesetzt:
LED-Chip-Produktion
Polysiliziumproduktion
HalbleiterKristallwachstum
Silizium undSiC-Epitaxie
Wafer-Wärmebehandlung und Ätzen
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Zeitpunkt der Veröffentlichung: 18. Okt. 2024