Siliciumcarbide Cantilever-peddel

De Silicon Carbide Cantilever Paddle is een hoogwaardig industrieel onderdeel gebaseerd op Reaction Bonded SiC (RBSiC)-technologie. Ontworpen voor veeleisende toepassingen zoals de verwerking van halfgeleiderwafers, het coaten van fotovoltaïsche cellen en chemische dampdepositie (CVD) bij hoge temperatuur. De unieke, enkelarmige cantileverstructuur, gecombineerd met de extreme weerstandseigenschappen van siliciumcarbide, kan een vervormingsnauwkeurigheid tot op de millimeter behouden bij continu hoge temperaturen van 1350 ℃. Dit is een revolutionaire oplossing ter vervanging van traditioneel kwarts, metaallegeringen en andere materialen.

Doorbraak in materiaal: technische reconstructie van siliciumcarbide

1. Microwonder van het reactie-sinterproces

Ongeveer 10-15% vrije siliciumfase wordt gevormd aan de korrelgrens van de cantilever-peddel door het reactie-sinterproces waarbij de siliciumsmelt de silicium-preform binnendringt, waardoor een driedimensionale interlockstructuur ontstaat. Deze microstructuur geeft het een dichtheid van 3.02 g/cm³, een porositeit van minder dan 0.1% en een buigsterkte tot 250 MPa (20 °C), terwijl het lichtgewicht blijft (40% minder dan roestvrij staal) en een elasticiteitsmodulus van 300 GPa, zelfs bij 1200 °C.

2. De ultieme balans van thermodynamische parameters

De thermische uitzettingscoëfficiënt (CTE) van de cantilever is nauwkeurig geregeld op 4.5 × 10-6K-1, wat nauw aansluit bij het coatingmateriaal van de LPCVD-apparatuur (lage druk chemische dampdepositie) om de interfacespanning veroorzaakt door thermische mismatch te verminderen. De thermische geleidbaarheid bereikt 45 W/(m·K) bij 1200 °C, waardoor warmte snel kan worden opgenomen en lokale oververhitting wordt voorkomen. Dankzij het gepatenteerde ontwerp van de warmteafvoergatenreeks bedraagt ​​het temperatuurverschil van de wafertray minder dan 2 °C/m².

Technisch voordeel: de sprong van laboratorium naar massaproductie

1. Automatisch adaptief ontwerp

Het draagvlak van de cantilever-peddel maakt gebruik van een modulaire vensterstructuur (diafragmanauwkeurigheid ±0.05 mm), die een 12-assig grijpsysteem ondersteunt, uitgerust met wafers van 150-300 mm en compatibel met de robotarm. De vaste uiteinden zijn voorzien van een wanddiktegradiënt (δ₁ = 8.6 mm tot δ₁ = 4.8 mm) om de structurele stijfheid te garanderen en het totale gewicht met 22% in ₃ te verlagen om te voldoen aan de dynamische stabiliteitseisen van hogesnelheidstransmissies.

2. Revolutie in vervuilingsbestrijding

Door in-situ generatie van een 2-5 μm SiO₂-passiveringslaag op het oppervlak, bedraagt ​​de neerslag van het cantileverblad in de corrosieve atmosfeer met Cl₂, HF en metaalionen minder dan 0.1 ppb, wat 3 ordes van grootte lager is dan bij aluminiumoxide. Na 1000 hogetemperatuurcyclustests is het aantal deeltjes dat van het oppervlak valt altijd minder dan 5 /m², wat voldoet aan de reinheidseisen van klasse 2 voor de productie van halfgeleiders.

Quick Detail:

1. Andere namen: Hogetemperatuurwaferoverdrachtspaddle; RBSiC-cantilevervoertuig; Gecoat cantileverplatform; SiC-monolithische cantilever.

2. Toepassing: 

Halfgeleiderfabricage: transport van wafers in diffusie-ovens, gloeiovens, oxidatieovens en andere apparatuur.

Fotovoltaïsche coating: Ondersteuning TOPCon/HJT-cel PECVD-proceswafertransport,

3. Kernparameters: De buigsterkte is 380 MPa (kamertemperatuur) → 280 MPa (1400 °C), de thermische uitzettingscoëfficiënt is 4.2 × 10⁻⁶/°C en de corrosiesnelheid van 40% HF is minder dan 0.008 mm/jaar. Inerte atmosfeer: continu gebruik: 1600 °C, oxidatieomgeving: 1400 °C, thermische schokcyclus: 1400 °C ↔ 25 °C, 500 keer.

Productie van halfgeleiderwafers

Diffusie-ovenwaferrek: Bij het fosfor/boor-dopingproces wordt de 300 mm siliciumwafer onderworpen aan 1250℃/8 uur warmtebehandeling, waarbij de vormvariabele minder dan 0.1 mm/m bedraagt.

Epitaxiale groeischaal: voor MOCVD-afzetting van SiC-epitaxiale lagen, ter ondersteuning van nanoschaalpositionering van wafers onder 10-6 Torr-vacuüm.

Productie van fotovoltaïsche cellen

PERC-coatingvoertuig: onderworpen aan plasmabombardement van 800℃ in PECVD-apparatuur, de levensduur van meer dan 5000 keer, 8 keer hoger dan grafietmaterialen.

TOPCon Lasersinteren: Met een lasersysteem met een pulsbreedte van 10 ns wordt een selectieve sinteruitlijningsnauwkeurigheid van de achterste polykristallijne siliciumlaag bereikt van ±3 μm.

1. Subversieve doorbraak in materiële eigenschappen

De siliciumcarbide cantilever propeller maakt gebruik van reactief sinteren van siliciumcarbide (RBSiC)-technologie en dringt door de siliciumcarbidematrix heen om een ​​dichte structuur met een porositeit < 0.5% te bereiken. De buigsterkte bedraagt ​​maar liefst 380 MPa (kamertemperatuur) en behoudt nog steeds een sterkte van 280 MPa bij een hoge temperatuur van 1400 °C.

2. Stabiliteit in extreme omgevingen

Hoge temperatuurbestendigheid: continue werktemperatuur tot 1600℃ (inerte atmosfeer), kortstondige bestendigheid tegen 1800℃ onmiddellijke hoge temperaturen (zoals lasersinterproces), geen risico op verzachting of vervorming.

Corrosiebestendigheid: Corrosiesnelheid van sterke zuren zoals HF, HCl en H₂SO₄ < 0.01 mm/jaar. De levensduur in CVD-reactiekamers met Cl₂/O₂ is 5-8 keer langer dan die van grafietmaterialen.

Thermische schokbestendigheid: Ondersteunt snelle temperatuurveranderingscycli van 1400℃ ↔ 25℃ (ΔT=1375℃), geen scheuren of sterktevermindering na 500 cycli.