2. Proses Arbrofol
2.1 Curo Ffilm Gludiog
Gwelwyd bod yn uniongyrchol creu ffilm carbon neu fondio gyda phapur graffit arwafferi SiCwedi'i orchuddio â gludiog arwain at nifer o faterion:
1. o dan amodau gwactod, y ffilm gludiog arwafferi SiCdatblygu ymddangosiad tebyg i raddfa oherwydd rhyddhau aer sylweddol, gan arwain at fandylledd arwyneb. Roedd hyn yn atal yr haenau gludiog rhag bondio'n iawn ar ôl carbonoli.
2. Yn ystod bondio, ywaferrhaid ei roi ar y papur graffit ar yr un pryd. Os bydd ail-leoli'n digwydd, gall pwysau anwastad leihau unffurfiaeth gludiog, gan effeithio'n negyddol ar ansawdd bondio.
3. Mewn gweithrediadau gwactod, achosodd rhyddhau aer o'r haen gludiog plicio a ffurfio nifer o wagleoedd o fewn y ffilm gludiog, gan arwain at ddiffygion bondio. Er mwyn mynd i'r afael â'r materion hyn, cyn-sychu y gludiog ar ywafferiarwyneb bondio gan ddefnyddio plât poeth ar ôl troelli-cotio argymhellir.
2.2 Proses Garboneiddio
Mae'r broses o greu ffilm carbon ar ywafer hadau SiCac mae ei fondio i bapur graffit yn gofyn am garboneiddio'r haen gludiog ar dymheredd penodol i sicrhau bondio tynn. Gall carboneiddio anghyflawn yr haen gludiog arwain at ei ddadelfennu yn ystod twf, gan ryddhau amhureddau sy'n effeithio ar ansawdd twf grisial. Felly, mae sicrhau carboniad cyflawn o'r haen gludiog yn hanfodol ar gyfer bondio dwysedd uchel. Mae'r astudiaeth hon yn archwilio effaith tymheredd ar garboneiddio gludiog. Cymhwyswyd haen unffurf o photoresist i'rwaferarwyneb a'i roi mewn ffwrnais tiwb o dan wactod (<10 Pa). Codwyd y tymheredd i lefelau rhagosodedig (400 ℃, 500 ℃, a 600 ℃) a'i gynnal am 3-5 awr i gyflawni carbonization.
Arbrofion a nodir:
Ar 400 ℃, ar ôl 3 awr, nid oedd y ffilm gludiog yn carboni ac yn ymddangos yn goch tywyll; ni welwyd unrhyw newid arwyddocaol ar ôl 4 awr.
Ar 500 ℃, ar ôl 3 awr, trodd y ffilm yn ddu ond yn dal i drosglwyddo golau; dim newid sylweddol ar ôl 4 awr.
Ar 600 ℃, ar ôl 3 awr, trodd y ffilm yn ddu heb unrhyw drosglwyddiad golau, gan nodi carbonization cyflawn.
Felly, mae angen i'r tymheredd bondio addas fod yn ≥600 ℃.
2.3 Proses Gwneud Cais Gludiol
Mae unffurfiaeth y ffilm gludiog yn ddangosydd hanfodol ar gyfer gwerthuso'r broses ymgeisio gludiog a sicrhau haen bondio unffurf. Mae'r adran hon yn archwilio'r cyflymder troelli gorau posibl a'r amser gorchuddio ar gyfer gwahanol drwch ffilm gludiog. Yr unffurfiaeth
diffinnir u o drwch y ffilm fel cymhareb y trwch ffilm lleiaf Lmin i'r trwch ffilm uchaf Lmax dros yr ardal ddefnyddiol. Dewiswyd pum pwynt ar y wafer i fesur trwch y ffilm, a chyfrifwyd yr unffurfiaeth. Mae Ffigur 4 yn dangos y pwyntiau mesur.
Ar gyfer bondio dwysedd uchel rhwng y cydrannau wafer SiC a graffit, y trwch ffilm gludiog a ffefrir yw 1-5 µm. Dewiswyd trwch ffilm o 2 µm, sy'n berthnasol i brosesau paratoi ffilmiau carbon a bondio papur wafferi/graffit. Y paramedrau cotio sbin gorau posibl ar gyfer y glud carboneiddio yw 15 s ar 2500 r/munud, ac ar gyfer y glud bondio, 15 s ar 2000 r/munud.
2.4 Proses Bondio
Wrth i'r wafer SiC gael ei bondio â phapur graffit/graffit, mae'n hanfodol dileu'r aer a'r nwyon organig a gynhyrchir wrth garboneiddio o'r haen bondio yn llwyr. Mae dileu nwy anghyflawn yn arwain at wagleoedd, gan arwain at haen bondio nad yw'n drwchus. Gellir gwacáu'r aer a nwyon organig gan ddefnyddio pwmp olew mecanyddol. I ddechrau, mae gweithrediad parhaus y pwmp mecanyddol yn sicrhau bod y siambr gwactod yn cyrraedd ei derfyn, gan ganiatáu tynnu aer cyflawn o'r haen bondio. Gall codiad tymheredd cyflym atal dileu nwy yn amserol yn ystod carbonization tymheredd uchel, gan ffurfio gwagleoedd yn yr haen bondio. Mae priodweddau gludiog yn dangos bod gormodedd sylweddol ar ≤120 ℃, gan sefydlogi uwchlaw'r tymheredd hwn.
Mae pwysau allanol yn cael ei gymhwyso yn ystod bondio i wella dwysedd y ffilm gludiog, gan hwyluso diarddel aer a nwyon organig, gan arwain at haen bondio dwysedd uchel.
I grynhoi, datblygwyd cromlin y broses fondio a ddangosir yn Ffigur 5. O dan bwysau penodol, mae'r tymheredd yn cael ei godi i'r tymheredd anadlu allan (~ 120 ℃) a'i gadw nes bod y nwyon llosg wedi'u cwblhau. Yna, cynyddir y tymheredd i'r tymheredd carbonization, a gynhelir am y cyfnod gofynnol, ac yna oeri naturiol i dymheredd yr ystafell, rhyddhau pwysau, a thynnu'r wafer bondio.
Yn ôl adran 2.2, mae angen carboni'r ffilm gludiog ar 600 ℃ am dros 3 awr. Felly, yn y gromlin broses bondio, mae T2 wedi'i osod i 600 ℃ a t2 i 3 awr. Dangosir y gwerthoedd gorau posibl ar gyfer cromlin y broses fondio, a bennir trwy arbrofion orthogonal sy'n astudio effeithiau pwysau bondio, amser gwresogi cam cyntaf t1, ac amser gwresogi ail gam t2 ar ganlyniadau bondio, yn Nhablau 2-4.
Canlyniadau a nodir:
Ar bwysedd bondio o 5 kN, ni chafodd amser gwresogi fawr o effaith ar fondio.
Ar 10 kN, gostyngodd yr ardal wag yn yr haen bondio gyda gwresogi cam cyntaf hirach.
Ar 15 kN, fe wnaeth ymestyn y cam gwresogi cam cyntaf leihau'r unedau gwag yn sylweddol, gan eu dileu yn y pen draw.
Nid oedd effaith yr amser gwresogi ail gam ar fondio yn amlwg yn y profion orthogonal. Wrth osod y pwysau bondio ar 15 kN a'r amser gwresogi cam cyntaf yn 90 munud, arweiniodd yr amseroedd gwresogi ail gam o 30, 60, a 90 munud i gyd at haenau bondio trwchus di-wactod, gan nodi bod yr amser gwresogi ail gam wedi'i gael. ychydig o effaith ar fondio.
Y gwerthoedd gorau posibl ar gyfer cromlin y broses fondio yw: pwysedd bondio 15 kN, amser gwresogi cam cyntaf 90 munud, tymheredd cam cyntaf 120 ℃, amser gwresogi ail gam 30 munud, tymheredd ail gam 600 ℃, ac amser dal ail gam 3 awr.
Amser postio: Mehefin-11-2024