碳化硅（SiC）是一種性能優(yōu)異的結(jié)構(gòu)陶瓷材料。碳化硅零部件，即以碳化硅及其復(fù)合材料為主要材料的設(shè)備零部件，其具備密度高、熱傳導(dǎo)率高、彎曲強度大、彈性模數(shù)大等特性，能夠適應(yīng)晶圓外延、刻蝕等制造環(huán)節(jié)的強腐蝕性、超高溫的惡劣反應(yīng)環(huán)境，因此廣泛應(yīng)用于外延生長設(shè)備、刻蝕設(shè)備、氧化/擴散/退火設(shè)備等主要半導(dǎo)體設(shè)備。
根據(jù)晶體結(jié)構(gòu)，碳化硅晶型很多，目前常見的SiC主要是3C、4H以及6H型，不同晶型的SiC用途不同。其中，3C-SiC也通常被稱為β-SiC，β-SiC的一個重要用途就是用作薄膜和涂層材料，因此，目前β-SiC是作石墨基座涂層的主要材料。
根據(jù)制備工藝，碳化硅零部件可分為化學氣相沉積碳化硅（CVD SiC）、反應(yīng)燒結(jié)碳化硅、重結(jié)晶燒結(jié)碳化硅、常壓燒結(jié)碳化硅、熱壓燒結(jié)碳化硅、熱等靜壓燒結(jié)碳化硅等。
在眾多的碳化硅材料制備方法中，化學氣相沉積法制備的產(chǎn)品具有較高的均勻性和純度，且該方法具有較強的工藝可控性。CVD碳化硅材料因其具有出色的熱、電和化學性質(zhì)的獨特組合，使其非常適合在需要高性能材料的半導(dǎo)體行業(yè)應(yīng)用。
01、CVD碳化硅零部件
CVD碳化硅零部件被廣泛應(yīng)用于刻蝕設(shè)備、MOCVD設(shè)備和SiC外延設(shè)備、快速熱處理設(shè)備等領(lǐng)域。
刻蝕設(shè)備：CVD碳化硅零部件最大細分市場為刻蝕設(shè)備?？涛g設(shè)備中CVD碳化硅零部件包含聚焦環(huán)、氣體噴淋頭、托盤、邊緣環(huán)等，由于CVD碳化硅對含氯和含氟刻蝕氣體的低反應(yīng)性、導(dǎo)電性，使其成為等離子體刻蝕設(shè)備聚焦環(huán)等部件的理想材料。
石墨基座涂層：低壓化學氣相沉積法（CVD）是目前制備致密SiC涂層的最有效的工藝 ，CVD-SiC涂層厚度可控且具有均勻性等優(yōu)點。SiC涂層石墨基座常用于金屬有機物化學氣相沉積（MOCVD）設(shè)備中支撐和加熱單晶襯底的部件，是MOCVD設(shè)備的核心關(guān)鍵部件。
根據(jù)QY Research數(shù)據(jù)，2022年全球CVD碳化硅零部件市場收入達到8.13億美元，預(yù)計2028年將達到14.32億美元，年復(fù)合增長率（CAGR）為10.61%。
目前，我國半導(dǎo)體設(shè)備用碳化硅零部件國產(chǎn)化率較低，本土廠商起步較晚，且整體處于追趕國外狀態(tài)。根據(jù)QY Research數(shù)據(jù)，2022年，CVD碳化硅零部件領(lǐng)域全球市場前五大廠商的市場份額合計超過60%，志橙半導(dǎo)體以3.57%的市場占有率躋身全球第八，為前十大廠商中唯一一個中國廠商。
02、反應(yīng)燒結(jié)碳化硅零部件
反應(yīng)燒結(jié)(反應(yīng)熔滲或反應(yīng)鍵合)的SiC材料，燒結(jié)線收縮率可控制在1%以下，同時燒結(jié)溫度相對較低，這大幅降低了對形變控制和燒結(jié)設(shè)備的要求。因此，該技術(shù)具有容易實現(xiàn)構(gòu)件大尺寸化的優(yōu)點，在光學和精密結(jié)構(gòu)制造領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。
光刻機等集成電路關(guān)鍵制造裝備中某些高性能光學元件對材料制備有著苛刻的要求，采用反應(yīng)燒結(jié)碳化硅基體結(jié)合化學氣相沉積碳化硅(CVDSiC)膜層的方法制備高性能反射鏡，通過優(yōu)化先驅(qū)體種類、沉積溫度、沉積壓力、反應(yīng)氣體配比、氣體流場、溫度場等關(guān)鍵工藝參數(shù)，可實現(xiàn)大面積、均勻CVD SiC膜層的制備，使反射鏡鏡面精度可接近國外同類產(chǎn)品性能指標。
中國建筑材料科學研究總院的專家們采用專有制備技術(shù)，實現(xiàn)了大尺寸、復(fù)雜形狀、高度輕量化、全封閉光刻機用碳化硅陶瓷方鏡及其他結(jié)構(gòu)功能光學零部件的制備。
目前國外在集成電路核心裝備用精密陶瓷結(jié)構(gòu)件的研發(fā)和應(yīng)用方面走在前列的公司有日本京瓷、美國CoorsTek、德國BERLINER GLAS等，其中，京瓷和CoorsTek公司占據(jù)了集成電路核心裝備用高端精密陶瓷結(jié)構(gòu)件市場份額的70%。國內(nèi)有中國建材總院、寧波伏爾肯等。我國在集成電路裝備用精密碳化硅結(jié)構(gòu)件的制備技術(shù)和應(yīng)用推廣研究起步較晚，與國際領(lǐng)先企業(yè)仍有差距。
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