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碳化矽:高性能材料的未來

碳化矽(SiC)是一種性能優異的結構陶瓷材料。以碳化矽及其複合材料為主要材料的碳化矽部件,具有高密度、高導熱性、高彎曲強度、大彈性模量等特點,能夠適應晶圓外延、刻蝕設備等製造環節中強腐蝕性和超高溫的惡劣反應環境,因此廣泛應用於外延生長設備、刻蝕設備、氧化/擴散/蝕刻設備等主要退火設備中退火。

    超高純度和可控成分

    純度≥4N(99.99%),確保沉積薄膜無雜質污染,滿足半導體級製程的要求;低氧含量(

    極端環境穩定性

    耐高溫,熔點>2700℃,在PVD高能量等離子轟擊下無熔化變形;且耐等離子侵蝕,表面腐蝕速率遠低於金屬靶材,使用壽命提高3-5倍,減少停機和更換靶材的頻率。此外,它化學性質穩定,耐Ar、N₂、O₂等製程氣體的腐蝕,且不產生副污染。

    機械和熱可靠性

    該材料硬度高(Hv>2500),背面耐夾緊應力及冷卻熱衝擊,抗裂紋;此外,其熱膨脹係數低,與銅/鉬背板匹配良好,降低了熱循環分層的風險。同時,它具有高導熱性,散熱效率高,避免了局部過熱引起的元件偏析。

    半導體製造
    功率元件:SiC 薄膜用於肖特基二極體鈍化層和 MOSFET 閘極介質,以提高耐壓性和可靠性;

    GaN HEMT裝置中的表面鈍化層可抑制電流崩塌;

    第三代半導體外延:作為緩衝層/模板層,生長高品質的SiC外延晶片。

    功能性薄膜和塗層
    耐磨塗層:在工具和軸承表面沉積SiC薄膜;

    核反應器包殼塗層:SiC複合塗層;

    航空航太熱防護:引擎零件上的SiC抗氧化塗層。

    光學與感測器

    紅外線窗口抗反射膜:SiC 薄膜用於 3-5μm 波段的紅外線光學元件;

    MEMS感測器鈍化層:耐腐蝕介質接觸(生物晶片、化學感測器)。
    SiC 性能表英文版

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