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高纯SiC陶瓷组件:半导体设备国产化的关键材料拼图

2026-05-25 17:10:54

高纯碳化硅陶瓷组件作为半导体制造设备的核心功能部件,在刻蚀、薄膜沉积、扩散、外延等关键工艺中承担着承载、防护、导流等重要功能。碳化硅陶瓷的高硬度、高导热率、低热膨胀系数以及优异的耐等离子体腐蚀性能,使其成为满足先进制程对洁净度和稳定性严苛要求的理想选材。

碳化硅陶瓷组件按制备工艺主要分为烧结碳化硅和CVD碳化硅两大类。烧结碳化硅适用于大尺寸结构件,而CVD碳化硅则凭借更高的纯度和致密度,在刻蚀环、气体喷淋头等功能性部件中具有不可替代的优势。在半导体制造设备中,高纯碳化硅陶瓷组件主要用于光刻机工件台、刻蚀设备腔体内衬、外延设备承载基座、晶圆搬运手臂等场景。

在材料体系方面,高纯碳化硅陶瓷组件的技术门槛主要体现在三个方面:一是高纯粉体的稳定供给,目前高端碳化硅粉体仍部分依赖进口;二是大尺寸部件的成型与烧结变形控制,大尺寸部件在烧结过程中的收缩均匀性控制是保证成品率的关键;三是精密加工能力,复杂结构部件的尺寸精度和表面质量直接影响设备性能,高精度磨削加工可达微米级尺寸公差和纳米级表面粗糙度。

从产业动态来看,高纯碳化硅陶瓷组件的产业化进程正在加速。碳化硅陶瓷零部件研发及产业化建设旨在通过CVD-SiC陶瓷零部件产线建设,实现碳化硅陶瓷零部件的规模化量产,填补国内高端SiC陶瓷零部件自给能力不足的产业瓶颈。大尺寸复杂形状无压烧结碳化硅陶瓷和面向半导体装备的高纯度涂层工艺,已陆续进入国内主流设备商与芯片制造商的验证体系,部分产品已实现小批量交付,产业化项目预计可实现规模化产出。

分析指出,随着国内碳化硅陶瓷企业在材料研发、工艺装备和产品验证等环节持续突破,高纯碳化硅陶瓷组件的国产化率有望稳步提升,为半导体设备关键零部件的自主可控提供重要支撑。


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