Silicon carbid (SiC)mae gan ddeunydd fanteision bwlch band eang, dargludedd thermol uchel, cryfder maes dadelfennu critigol uchel, a chyflymder drifft electronau dirlawn uchel, gan ei wneud yn addawol iawn yn y maes gweithgynhyrchu lled-ddargludyddion. Yn gyffredinol, cynhyrchir crisialau sengl SiC trwy'r dull cludo anwedd corfforol (PVT). Mae camau penodol y dull hwn yn cynnwys gosod powdr SiC ar waelod crucible graffit a gosod grisial hadau SiC ar frig y crucible. Y graffitcrucibleyn cael ei gynhesu i dymheredd sychdarthiad SiC, gan achosi i'r powdr SiC ddadelfennu i sylweddau cyfnod anwedd fel anwedd Si, Si2C, a SiC2. O dan ddylanwad y graddiant tymheredd echelinol, mae'r sylweddau anwedd hyn yn aruchel i frig y crucible ac yn cyddwyso ar wyneb y grisial hadau SiC, gan grisialu i grisialau sengl SiC.
Ar hyn o bryd, mae diamedr y grisial hadau a ddefnyddir ynTwf grisial sengl SiCmae angen iddo gyd-fynd â'r diamedr grisial targed. Yn ystod y tyfiant, mae'r grisial hadau yn cael ei osod ar y daliwr hadau ar frig y crucible gan ddefnyddio gludiog. Fodd bynnag, gall y dull hwn o osod y grisial hadau arwain at faterion megis gwagleoedd yn yr haen gludiog oherwydd ffactorau fel cywirdeb wyneb deiliad yr hadau ac unffurfiaeth y cotio gludiog, a all arwain at ddiffygion hecsagonol yn y gwagle. Mae'r rhain yn cynnwys gwella gwastadrwydd y plât graffit, cynyddu unffurfiaeth trwch yr haen gludiog, ac ychwanegu haen glustogi hyblyg. Er gwaethaf yr ymdrechion hyn, mae yna broblemau o hyd gyda dwysedd yr haen gludiog, ac mae risg o ddatgysylltu grisial hadau. Trwy fabwysiadu'r dull o fondio'rwaferi bapur graffit a'i orgyffwrdd ar frig y crucible, gellir gwella dwysedd yr haen gludiog, a gellir atal datodiad y wafer.
1. Cynllun Arbrofol:
Mae'r wafferi a ddefnyddiwyd yn yr arbrawf ar gael yn fasnacholWafferi SiC math N 6-modfedd. Mae ffotoresist yn cael ei ddefnyddio gan ddefnyddio coater troelli. Cyflawnir adlyniad gan ddefnyddio ffwrnais gwasg poeth hadau hunanddatblygedig.
1.1 Cynllun Gosod Grisial Hadau:
Ar hyn o bryd, gellir rhannu'r cynlluniau adlyniad grisial hadau SiC yn ddau gategori: math gludiog a math ataliad.
Cynllun Math Gludydd (Ffigur 1): Mae hyn yn golygu bondio'rwafer SiCi'r plât graffit gyda haen o bapur graffit fel haen glustogi i ddileu bylchau rhwng ywafer SiCa'r plât graffit. Mewn cynhyrchiad gwirioneddol, mae'r cryfder bondio rhwng y papur graffit a'r plât graffit yn wan, gan arwain at ddatgysylltu grisial hadau yn aml yn ystod y broses twf tymheredd uchel, gan arwain at fethiant twf.
Cynllun Math Ataliad (Ffigur 2): Yn nodweddiadol, mae ffilm garbon drwchus yn cael ei chreu ar wyneb bondio'r wafer SiC gan ddefnyddio carbonization glud neu ddulliau cotio. Mae'rwafer SiCyna'n cael ei glampio rhwng dau blât graffit a'i osod ar ben y crucible graffit, gan sicrhau sefydlogrwydd tra bod y ffilm carbon yn amddiffyn y wafer. Fodd bynnag, mae creu'r ffilm carbon trwy orchudd yn gostus ac nid yw'n addas ar gyfer cynhyrchu diwydiannol. Mae'r dull carbonoli glud yn cynhyrchu ansawdd ffilm carbon anghyson, gan ei gwneud hi'n anodd cael ffilm garbon berffaith drwchus gydag adlyniad cryf. Yn ogystal, mae clampio'r platiau graffit yn lleihau ardal twf effeithiol y wafer trwy rwystro rhan o'i wyneb.
Yn seiliedig ar y ddau gynllun uchod, cynigir cynllun gludiog a gorgyffwrdd newydd (Ffigur 3):
Mae ffilm garbon gymharol drwchus yn cael ei chreu ar wyneb bondio'r wafer SiC gan ddefnyddio'r dull carbonoli glud, gan sicrhau nad oes unrhyw ollyngiad golau mawr o dan oleuo.
Mae'r wafer SiC sydd wedi'i orchuddio â'r ffilm garbon wedi'i bondio i bapur graffit, a'r arwyneb bondio yw ochr y ffilm garbon. Dylai'r haen gludiog ymddangos yn unffurf ddu o dan olau.
Mae'r papur graffit yn cael ei glampio gan blatiau graffit a'i hongian uwchben y crucible graffit ar gyfer twf grisial.
1.2 Gludydd:
Mae gludedd y photoresist yn effeithio'n sylweddol ar unffurfiaeth trwch ffilm. Ar yr un cyflymder troelli, mae gludedd is yn arwain at ffilmiau gludiog teneuach a mwy unffurf. Felly, dewisir ffotoresydd gludedd isel o fewn gofynion y cais.
Yn ystod yr arbrawf, canfuwyd bod gludedd y gludiog carbonizing yn effeithio ar y cryfder bondio rhwng y ffilm garbon a'r wafer. Mae gludedd uchel yn ei gwneud hi'n anodd cymhwyso'n unffurf gan ddefnyddio coater sbin, tra bod gludedd isel yn arwain at gryfder bondio gwan, gan arwain at gracio ffilm carbon yn ystod prosesau bondio dilynol oherwydd llif gludiog a phwysau allanol. Trwy ymchwil arbrofol, penderfynwyd bod gludedd y gludydd carboni yn 100 mPa·s, a gosodwyd gludedd y gludiog bondio i 25 mPa·s.
1.3 Gwactod Gweithio:
Mae'r broses o greu'r ffilm garbon ar y wafer SiC yn cynnwys carboneiddio'r haen gludiog ar wyneb y wafer SiC, y mae'n rhaid ei berfformio mewn gwactod neu amgylchedd a ddiogelir gan argon. Mae canlyniadau arbrofol yn dangos bod amgylchedd sy'n cael ei warchod gan argon yn fwy ffafriol i greu ffilmiau carbon nag amgylchedd gwactod uchel. Os defnyddir amgylchedd gwactod, dylai lefel y gwactod fod yn ≤1 Pa.
Mae'r broses o fondio'r grisial hadau SiC yn golygu bondio'r wafer SiC i'r plât graffit/papur graffit. O ystyried effaith erydol ocsigen ar ddeunyddiau graffit ar dymheredd uchel, mae angen cynnal y broses hon o dan amodau gwactod. Astudiwyd effaith gwahanol lefelau gwactod ar yr haen gludiog. Dangosir y canlyniadau arbrofol yn Nhabl 1. Gellir gweld, o dan amodau gwactod isel, nad yw moleciwlau ocsigen yn yr awyr yn cael eu tynnu'n llwyr, gan arwain at haenau gludiog anghyflawn. Pan fo lefel y gwactod yn is na 10 Pa, mae effaith erydol moleciwlau ocsigen ar yr haen gludiog yn cael ei leihau'n sylweddol. Pan fo lefel y gwactod yn is na 1 Pa, mae'r effaith erydol yn cael ei ddileu yn llwyr.
Amser postio: Mehefin-11-2024