SiC-Boote vs. Quarzboote: Aktuelle Nutzung und zukünftige Trends in der Halbleiterfertigung

1. Substitutionsdynamik:SiC-Boote fordern Quarzboote heraus

BeideSiC- und Quarzbooteerfüllen ähnliche Funktionen in der Halbleiterfertigung. Jedoch,SiC-BooteTrotz ihrer höheren Kosten bieten sie eine überlegene Leistung, was sie zu einer zunehmend attraktiven Alternative machtQuarzboote, insbesondere in anspruchsvollen Solarzellen-Verarbeitungsanlagen wie Low-Pressure Chemical Vapour Deposition (LPCVD) und Bor-Diffusionsöfen. In weniger anspruchsvollen Prozessen kommen beide Materialien nebeneinander vor, wobei der Preis für die Hersteller ein entscheidender Faktor ist.

(1) Substitution in LPCVD- und Bordiffusionsöfen

LPCVD ist entscheidend für die Erzeugung von Tunneloxidschichten und die Abscheidung von Polysiliziumschichten auf Solarzellen. Dieser Prozess ist mit hohen Temperaturen verbunden, wodurch die Boote anfällig für Siliziumablagerungen auf ihren Oberflächen sind.QuarzAufgrund seines im Vergleich zu Silizium deutlich unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten ist eine regelmäßige Säurereinigung erforderlich, um diese Ablagerungen zu entfernen und Risse zu verhindern. Diese häufige Reinigung, gepaart mitQuarzDie geringere Hochtemperaturfestigkeit führt zu einer kürzeren Lebensdauer und höheren Betriebskosten.

SiC-BooteAndererseits besitzen sie einen Wärmeausdehnungskoeffizienten, der dem von Silizium nahekommt, sodass keine Säurereinigung erforderlich ist. Ihre überlegene Hochtemperaturfestigkeit trägt zusätzlich zu einer längeren Lebensdauer bei und macht sie zu einem idealen Ersatz fürQuarzin LPCVD-Prozessen.

Bordiffusionsöfen werden verwendet, um den P-Typ-Emitter auf N-Typ-Siliziumwafern zu erzeugen, indem diese mit Bor dotiert werden. Auch die hohen Temperaturen bei diesem Prozess stellen eine Herausforderung darQuarzbooteaufgrund ihrer geringeren Warmfestigkeit. Wieder,SiC-Booteerweisen sich als geeigneter Ersatz und bieten unter diesen anspruchsvollen Bedingungen eine deutlich höhere Haltbarkeit.

(2) Ersatz durch andere Verarbeitungsgeräte

WährendSiC rühmt sichüberlegene Leistung, höhere Kosten im Vergleich zuQuarzschränkt seinen Einsatz in weniger anspruchsvollen Anwendungen ein, bei denen der Unterschied in der Lebensdauer zwischen den beiden Materialien weniger signifikant ist. Hersteller wägen bei ihrer Auswahl häufig das Preis-Leistungs-Verhältnis ab. Da jedoch die Produktionskosten fürSiC-Bootesinken und sich ihre Marktverfügbarkeit verbessert, wird erwartet, dass sie einen stärkeren Wettbewerb darstellen und möglicherweise Preisanpassungen auslösen, die die Dominanz von weiter gefährden könntenQuarzboote.

2. Aktuelle Nutzungsraten:SiC-BooteAuf dem Vormarsch

Im Zusammenhang mit der PERC-Technologie (Passivated Emitter and Rear Cell) werden Boote hauptsächlich bei der Phosphordiffusion und dem Glühen auf der Vorderseite verwendet. Die Tunnel-Oxid-Passivated-Contact-Technologie (TOPCon) hingegen erfordert Boote mit Bordiffusion auf der Vorderseite, LPCVD, Phosphordiffusion auf der Rückseite und Glühen.

Momentan,SiC-Bootewerden hauptsächlich in der LPCVD-Stufe der TOPCon-Produktion eingesetzt. Obwohl ihre Anwendung bei der Bordiffusion zunehmend an Bedeutung gewinnt und erste Validierungstests bestanden hat, ist ihre allgemeine Akzeptanzrate in der Solarzellenverarbeitungsindustrie nach wie vor relativ gering.

3. Zukünftige Trends: SiC auf Wachstumskurs

Mehrere Faktoren deuten auf eine vielversprechende Zukunft hinSiC-Boote, wobei ihr Marktanteil voraussichtlich deutlich steigen wird. Zu diesen Faktoren gehören:

Überlegene Leistung: Die inhärenten Materialeigenschaften von SiC, insbesondere bei Hochtemperaturanwendungen wie LPCVD und Bordiffusion, bieten einen klaren Vorteil gegenüber Quarz und führen zu längeren Lebensdauern und geringeren Betriebskosten.

Industrie drängt auf Kostensenkung: Die Photovoltaikindustrie strebt ständig nach Kostensenkung und Effizienzsteigerungen. Um diese Ziele zu erreichen, erfreuen sich immer größere Wafergrößen zunehmender Beliebtheit. In diesem Zusammenhang werden die überlegene Leistung und Haltbarkeit von SiC-Booten noch wertvoller.

Wachsende Nachfrage: Da der Solarenergiesektor weiter wächst, steigt die Nachfrage nach leistungsstarken, zuverlässigen KomponentenSiC-Bootewird unweigerlich steigen.

Während Herausforderungen bestehen bleiben, einschließlich der Skalierung der Produktion, um der wachsenden Nachfrage gerecht zu werden und eine gleichbleibende Qualität sicherzustellen, ist die Zukunft vonSiC-Bootein der Halbleiterindustrie sieht rosig aus. Ihre überlegene Leistung, kombiniert mit dem Streben der Branche nach kostengünstigen Lösungen, positioniert sie als Schlüsselfaktor für die nächste Generation der Solarzellenfertigung.