SIGRAFINE® SiC Beschichtung

Was ist eine Siliziumkarbid-Beschichtung?

SIGRAFINE SiC Coating ist eine dichte, verschleißfeste Siliziumkarbid-Beschichtung mit hoher Korrosions- und Temperaturbeständigkeit sowie einer sehr guten Wärmeleitfähigkeit. Mittels chemischer Gasphasenabscheidung (CVD-Verfahren) bringen wir Siliziumkarbid (Silicon Carbide, SiC) in dünnen Schichten auf isostatischen Graphit oder carbonfaserverstärkten Kohlenstoff (CFC) auf.

Unsere Graphit- und CFC-Komponenten bieten Lösungen für zahlreiche herausfordernde Anwendungsbedingungen. Mit der passenden Beschichtung werden die Grenzen der Anwendung weiter verschoben:

Die Beschichtung verbessert die Produktqualität, erhöht die Prozesseffizienz und senkt somit die Gesamtbetriebskosten unserer Kunden. Mit einer SiC-Beschichtung lässt sich die Lebensdauer von Graphitkomponenten und Verbundwerkstoffen verlängern. Gleichzeitig können hochreine, inerte und dichte Oberflächenstrukturen realisiert werden, wie sie bei der Verarbeitung von Halbleitermaterialien gefordert sind. Typisch sind Schichtdicken im Bereich von 100 µm.

SiC-beschichtete Graphitprodukte können in zahlreichen Anwendungen innerhalb der Wertschöpfungskette der Halbleiterindustrie eingesetzt werden:

Wir liefern SiC-beschichtete Produkte aus hochfestem isostatischem Graphit und kohlefaserverstärktem Kohlenstoff. Dazu gehören Komponenten für Wirbelschichtreaktoren und STC-TCS-Konverter sowie Reflektoren für CZ-Einheiten und Waferträger für PECVD-, Si-Epitaxie- und MOCVD-Einheiten.

Materialdaten SIGRAFINE SiC Beschichtung

Typische Eigenschaften	Einheiten	Wert
Struktur		Beta (cubic) 3C Polytype
Orientierung	Fraction (%)	111 preferred
Dichte	g/cm³	3,2
Stöchiometrie		1:1 Sl/C
Härte	GPa	40
Bruchzähigkeit	MPa m^1/2	3,0
Wärmeausdehnung 100–600 °C	10^-6K^-1	4,3
E-Modul	GPa	435
Typische Schichtdicke	µm	100
Oberflächenrauheit	µm	2,5

Element	ppm	Element	ppm
Natrium	< 0,05	Kupfer	< 0,01
Magnesium	< 0,01	Zink	< 0,05
Aluminium	< 0,04	Gallium	< 0,05
Phosphor	< 0,01	Germanium	< 0,05
Schwefel	< 0,04	Arsen	< 0,005
Kalium	< 0,05	Indium	< 0,01
Kalzium	< 0,05	Zinn	< 0,01
Titan	< 0,005	Antimon	< 0,01
Vanadium	< 0,001	Wolfram	< 0,01
Chrom	< 0,05	Tellur	< 0,01
Mangan	< 0,005	Blei	< 0,01
Eisen	< 0,01	Wismut	< 0,01
Nickel	< 0,005

Die Anforderungen des Marktes und unserer Kunden an SiC-Beschichtungen haben sich in den letzten Jahren ständig weiterentwickelt, mit Forderungen nach strengeren Beschichtungsspezifikationen und an die Produktkonsistenz. SGL Carbon hat in Zusammenarbeit mit einer der weltweit führenden Universitäten für CVD-Beschichtungen eine Advanced SiC-Beschichtung entwickelt, die den aktuellen und zukünftigen Kundenanforderungen gerecht wird. Die neu entwickelte SIGRAFINE Advanced SIC Beschichtung bietet deutliche Vorteile gegenüber Standard-SiC-Beschichtungen:

Verbesserte Gleichmäßigkeit
Verbesserte Materialkonsistenz
Längere Lebensdauer
Höhere Chip-Ausbeute durch verbesserte Photolumineszenz möglich

Mit der neuen SIGRAFINE Advanced SiC Beschichtung unterstützen wir die Entwicklungen unserer Kunden hinsichtlich der Anforderungen eines sich ständig wandelnden LED-Markts.

Siliziumkarbid wird mittels CVD-Verfahren (chemische Gasphasenabscheidung) als dünne Schichten auf isostatischen Graphit von SGL Carbon aufgebracht. Die Abscheidung erfolgt typischerweise bei Temperaturen von 1.200-1.300°C. Das thermische Ausdehnungsverhalten des Substratmaterials wird dabei möglichst an das von SiC angepasst, um thermische Spannungen zu minimieren.

Eine SiC-Gradientenbeschichtung verbindet die vorteilhaften Eigenschaften klassischer SiC-Beschichtungen, wie die ausgeprägte Schutzwirkung gegenüber thermischen, chemischen oder mechanischen Belastungen, mit einer verbesserten Thermoschockbeständigkeit und Beständigkeit gegen zyklische Lasten. Dies wird durch eine ausgeprägte Verzahnung zwischen dem Graphit-Grundmaterial und der SiC-Beschichtung in einem Übergangsbereich erreicht.

SIGRAFINE duro SiC mit seiner Gradientenbeschichtung (SiC) bietet: