碳化硅：一流半导体

碳化硅 (SiC) 芯片的运算速度更高、处理的电压更高，但消耗的能源更少，常用于需要高性能芯片的应用。例如，电动汽车必须以最低功耗处理高电压，以实现更高的续航里程。再想象一下，可再生太阳能和风能系统中功率转换器的性能对发电效率的影响有多大。在电力转换过程中节省的每千瓦能量都有助于减缓气候变化。碳化硅具有大带隙和卓业的电子迁移率，可谓是半导体中的劳斯莱斯。因此，碳化硅芯片可以在更高的温度、电压和频率下工作，能显著提升性能和效率。碳化硅芯片拥有更高的热导率，可以始终保持低温。

但高性能通常也意味着高成本和更严苛的制造过程。目前，碳化硅芯片的生产成本明显高于传统硅芯片。因此，仅在使用它们产生的收益能超过生产成本时，它们才会得到使用。“高质量、大直径碳化硅晶圆是制造芯片的基础材料，而生产碳化硅晶圆是一种非常复杂的真空工艺，称为 Lely 法。”VAT 行业部门经理 Theresa Tang 解释道，“碳化硅粉末在惰性气氛与微真空条件下熔化并蒸发，然后经过一到两周从气相沉积到晶种上。”

真空技术对于高质量碳化硅基质的生产至关重要。从拉晶法到目前最常用的 CVD，再到先进的外延工艺，VAT 一直与不同客户并肩合作，推动碳化硅生长技术不断发展。61.6 和 61.3 系列的蝶阀可以实现非常精准的过程控制和定时。S10、S19 和 S12 隔离阀则可以提供灵活的选项，满足不同原始设备制造商 (OEM) 的设计和成本需求。VAT 拥有卓越的专业技术实力，可以提供性能超出当前标准的产品，业已做好准备推动下一次技术发展。

VAT 真空专业技术助力提升碳化硅生产过程效率

为了解决效率问题，熔炉制造商正在深入研究碳化硅晶体生长的工艺稳定性，以降低故障率，提高产量。其中一个会经常被忽视的方面是真空系统。真空系统涉及确保压力稳定性以及真空环境中的污染水平。就像蒸馏酒精一样，在碳化硅晶体生长过程中，将生长步骤与基质、源材料和系统净化的热预处理和化学预处理步骤分开尤为重要。此外，碳化硅晶圆生长过程中设定的压力对这一过程的蒸发和沉积速率也有显著影响。因此，非常精确地控制和设定炉内压力至关重要。VAT 拥有丰富的产品，可在碳化硅工艺中实现精确的真空控制。

“我们的 VAT 61.6 系列控制阀是在真空应用中实现精确过程控制的得力助手。许多要求高再现性和高精度的行业和科学家都在使用它。我们向碳化硅炉制造商展示这款产品后，他们对它的性能非常满意。”Theresa Tang 表示。这款产品的性能的确非常出色：61.6 系列控制阀可以将压力的波动控制在设定值 0.1% 的范围内，所需执行时间不到 0.38s。此外，无污染的氟橡胶密封件还能在几乎无磨损的情况下实现无泄漏密封，进一步加强压力控制水平。Theresa Tang 简要介绍了 61.6 系列控制阀的优势：“这款控制阀的循环寿命长达 25 万次，熔炉客户可能永远无需维护阀门密封件，也无需因阀门维护而重新调整和验证工艺参数就能保持晶体正常生长。”

VAT 技术助力碳化硅芯片的广泛应用，推动可持续经济发展

基于各种控制阀在碳化硅市场上取得的成功，VAT 现在还为碳化硅炉制造商提供更多类型的阀门，例如 12.1 系列闸阀（用于隔离泵与熔炉）和 26.4 系列角阀系列。Theresa Tang 谈及 VAT 在该领域的成功案例时说道：“我们取得成功最主要的一点就是，我们会采用以应用为导向的方法，为客户的工艺流程寻找合适的解决方案，而不是提供现成的阀门。”

我们的气候和地球需要更多更便宜的电动汽车、更高效的可再生能源电力转换方式以及更低的电子设备功耗。虽然与硅芯片相比，碳化硅芯片的生产仍处于起步阶段，但创新型熔炉制造商正在 VAT 等高科技供应商的帮助下采取各种发展措施，改进工艺和产量来缩小这一差距，尽量降低碳化硅芯片的生产成本。碳化硅行业正在快速发展，而且这一行业的发展有助于保护气候，VAT 很荣幸能成为该行业的合作伙伴，推动更高效碳化硅芯片的更大规模应用。