Cos'è il rivestimento in sic? – ENERGIA IFP

Carburo di silicioè un composto duro contenente silicio e carbonio e si trova in natura come il minerale estremamente raro moissanite. Le particelle di carburo di silicio possono essere legate insieme mediante sinterizzazione per formare ceramiche molto dure, ampiamente utilizzate in applicazioni che richiedono elevata durabilità, soprattutto nella lavorazione dei semiconduttori.

Struttura fisica del SiC

Cos'è il rivestimento SiC?

Il rivestimento SiC è un rivestimento in carburo di silicio denso e resistente all'usura con elevata resistenza alla corrosione e al calore ed eccellente conduttività termica. Questo rivestimento SiC ad elevata purezza viene utilizzato principalmente nell'industria elettronica e dei semiconduttori per proteggere i supporti, le basi e gli elementi riscaldanti dei wafer da ambienti corrosivi e reattivi. Il rivestimento SiC è adatto anche per forni a vuoto e riscaldamento di campioni in ambienti ad alto vuoto, reattivi e con ossigeno.

Superficie del rivestimento in SiC ad elevata purezza

Qual è il processo di rivestimento SiC?

Un sottile strato di carburo di silicio viene depositato sulla superficie del substrato utilizzandoCVD (deposizione chimica da vapore). La deposizione viene solitamente effettuata a temperature di 1200-1300°C e il comportamento di espansione termica del materiale del substrato dovrebbe essere compatibile con il rivestimento SiC per ridurre al minimo lo stress termico.

Rivestimento CVD SIC STRUTTURA DEL FILM CRISTALLO

Le proprietà fisiche del rivestimento SiC si riflettono principalmente nella resistenza alle alte temperature, nella durezza, nella resistenza alla corrosione e nella conduttività termica.

I parametri fisici tipici sono solitamente i seguenti:

Durezza: I rivestimenti SiC hanno tipicamente una durezza Vickers compresa tra 2000 e 2500 HV, che conferisce loro una resistenza estremamente elevata all'usura e agli urti nelle applicazioni industriali.

Densità: I rivestimenti SiC hanno tipicamente una densità di 3,1-3,2 g/cm³. L'alta densità contribuisce alla resistenza meccanica e alla durata del rivestimento.

Conduttività termica: I rivestimenti SiC hanno un'elevata conduttività termica, tipicamente nell'intervallo 120-200 W/mK (a 20°C). Ciò gli conferisce una buona conduttività termica in ambienti ad alta temperatura e lo rende particolarmente adatto per apparecchiature di trattamento termico nell'industria dei semiconduttori.

Punto di fusione: il carburo di silicio ha un punto di fusione di circa 2730°C e ha un'eccellente stabilità termica a temperature estreme.

Coefficiente di dilatazione termica: I rivestimenti SiC hanno un basso coefficiente lineare di espansione termica (CTE), tipicamente nell'intervallo 4,0-4,5 µm/mK (tra 25 e 1000 ℃). Ciò significa che la sua stabilità dimensionale è eccellente su grandi differenze di temperatura.

Resistenza alla corrosione: I rivestimenti SiC sono estremamente resistenti alla corrosione in ambienti acidi forti, alcalini e ossidanti, soprattutto quando si utilizzano acidi forti (come HF o HCl), la loro resistenza alla corrosione supera di gran lunga quella dei materiali metallici convenzionali.

I rivestimenti SiC possono essere applicati ai seguenti materiali:

Grafite isostatica ad elevata purezza (basso CTE)
Tungsteno
Molibdeno
Carburo di silicio
Nitruro di silicio
Compositi carbonio-carbonio (CFC)

I prodotti rivestiti in SiC sono comunemente utilizzati nelle seguenti aree:

Produzione di chip LED
Produzione di polisilicio
Semiconduttorecrescita dei cristalli
Silicio eEpitassia del SiC
Trattamento termico e attacco termico del wafer

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