Awọn ẹrọ agbara Semiconductor gba ipo pataki ni awọn eto itanna agbara, ni pataki ni aaye ti idagbasoke iyara ti awọn imọ-ẹrọ bii oye atọwọda, awọn ibaraẹnisọrọ 5G ati awọn ọkọ ayọkẹlẹ agbara tuntun, awọn ibeere iṣẹ fun wọn ti ni ilọsiwaju.
Silikoni carbide(4H-SiC) ti di ohun elo ti o peye fun iṣelọpọ awọn ẹrọ agbara semikondokito iṣẹ-giga nitori awọn anfani rẹ bii bandgap jakejado, adaṣe igbona giga, agbara aaye fifọ giga, oṣuwọn fiseete itẹlọrun giga, iduroṣinṣin kemikali ati resistance itankalẹ. Sibẹsibẹ, 4H-SiC ni lile giga, brittleness giga, ailagbara kemikali ti o lagbara, ati iṣoro sisẹ giga. Didara dada ti wafer sobusitireti rẹ ṣe pataki fun awọn ohun elo ẹrọ iwọn-nla.
Nitorinaa, imudarasi didara dada ti awọn wafers sobusitireti 4H-SiC, ni pataki yiyọ Layer ti o bajẹ lori dada sisẹ wafer, jẹ bọtini lati ṣaṣeyọri daradara, pipadanu kekere ati didara didara 4H-SiC sobusitireti wafer processing.
Idanwo
Idanwo naa nlo 4-inch N-type 4H-SiC ingot ti o dagba nipasẹ ọna gbigbe gbigbe ti ara, eyiti o ṣe ilana nipasẹ gige waya, lilọ, lilọ ti o ni inira, lilọ daradara ati didan, ati ṣe igbasilẹ sisanra yiyọ kuro ti oju C ati Si dada ati sisanra wafer ikẹhin ni ilana kọọkan.
Aworan 1 Sikematiki eto 4H-SiC gara
Aworan 2 Sisanra kuro lati C-ẹgbẹ ati Si-ẹgbẹ ti 4H-SiC waferlẹhin ti o yatọ si processing awọn igbesẹ ti ati sisanra ti wafer lẹhin processing
Awọn sisanra, mofoloji dada, roughness ati awọn ohun-ini ẹrọ ti wafer ni a ṣe afihan ni kikun nipasẹ oluyẹwo paramita wafer geometry, maikirosikopu kikọlu iyatọ, maikirosikopu agbara atomiki, irinse wiwọn roughness ati nanoindenter. Ni afikun, X-ray diffractometer ti o ga-giga ni a lo lati ṣe iṣiro didara gara ti wafer.
Awọn igbesẹ idanwo wọnyi ati awọn ọna idanwo pese atilẹyin imọ-ẹrọ alaye fun kikọ ẹkọ oṣuwọn yiyọ ohun elo ati didara dada lakoko sisẹ ti 4H-SiC wafers.
Nipasẹ awọn adanwo, awọn oniwadi ṣe atupale awọn iyipada ninu oṣuwọn yiyọ ohun elo (MRR), mofoloji oju-aye ati aibikita, bakanna bi awọn ohun-ini ẹrọ ati didara gara ti 4H-SiC wafersni awọn ọna ṣiṣe ti o yatọ (gige okun waya, lilọ, lilọ ti o ni inira, lilọ ti o dara, didan).
Nọmba 3 Iwọn yiyọ ohun elo ti C-oju ati Si-oju ti 4H-SiC waferni orisirisi awọn processing awọn igbesẹ
Iwadi na ri pe nitori anisotropy ti awọn ohun-ini ẹrọ ti awọn oriṣiriṣi awọn oju okuta ti 4H-SiC, iyatọ wa ni MRR laarin C-face ati Si-face labẹ ilana kanna, ati MRR ti C-oju jẹ pataki ti o ga ju. ti o ti Si-oju. Pẹlu ilosiwaju ti awọn igbesẹ sisẹ, mofoloji dada ati aibikita ti awọn wafers 4H-SiC ti wa ni iṣapeye diẹdiẹ. Lẹhin didan, Ra ti C-oju jẹ 0.24nm, ati Ra ti Si-face de 0.14nm, eyiti o le pade awọn iwulo ti idagbasoke epitaxial.
Ṣe nọmba 4 Awọn aworan microscope opiti ti oju C (a ~ e) ati Si dada (f ~ j) ti 4H-SiC wafer lẹhin awọn igbesẹ ṣiṣe oriṣiriṣi
Ṣe nọmba 5 Awọn aworan microscope agbara atomiki ti oju C (a ~ c) ati Si dada (d ~ f) ti 4H-SiC wafer lẹhin CLP, FLP ati awọn igbesẹ sisẹ CMP
Nọmba 6 (a) modulus rirọ ati (b) lile ti oju C ati Si dada ti 4H-SiC wafer lẹhin awọn igbesẹ ṣiṣe oriṣiriṣi oriṣiriṣi.
Idanwo ohun-ini ẹrọ ẹrọ fihan pe dada C ti wafer ni lile toughness ju ohun elo Si dada, iwọn nla ti fifọ fifọ lakoko sisẹ, yiyọ ohun elo yiyara, ati iwọn mofoloji dada ti ko dara ati roughness. Yiyọ Layer ti o bajẹ lori dada ti a ṣe ilana jẹ bọtini lati mu ilọsiwaju didara dada ti wafer. Iwọn idaji-giga ti 4H-SiC (0004) ti tẹ gbigbọn le ṣee lo lati ṣe afihan ni oye ati deede ati ṣe itupalẹ ipele ibajẹ oju ti wafer.
Ṣe nọmba 7 (0004) gbigbọn gbigbọn idaji iwọn ti C-oju ati Si-face ti 4H-SiC wafer lẹhin awọn igbesẹ ti o yatọ si
Awọn abajade iwadii fihan pe Layer ibaje dada ti wafer le yọkuro diẹdiẹ lẹhin sisẹ wafer 4H-SiC, eyiti o mu didara didara dada ti wafer mu daradara ati pese itọkasi imọ-ẹrọ fun ṣiṣe-giga, pipadanu-kekere ati sisẹ didara giga. ti 4H-SiC sobusitireti wafers.
Awọn oniwadi ṣe ilana 4H-SiC wafers nipasẹ awọn ọna ṣiṣe ti o yatọ gẹgẹbi gige okun waya, lilọ, lilọ ti o ni inira, lilọ ti o dara ati didan, ati ṣe iwadi awọn ipa ti awọn ilana wọnyi lori didara dada ti wafer.
Awọn abajade fihan pe pẹlu ilọsiwaju ti awọn igbesẹ sisẹ, imọ-jinlẹ dada ati aibikita ti wafer ti wa ni iṣapeye laiyara. Lẹhin ti didan, aibikita ti C-face ati Si-face de 0.24nm ati 0.14nm lẹsẹsẹ, eyiti o pade awọn ibeere ti idagbasoke epitaxial. Oju-oju C ti wafer ni lile ti ko dara ju ohun elo Si-oju lọ, ati pe o ni itara diẹ sii si fifọ fifọ lakoko sisẹ, ti o fa abajade ti ara-ara dada ti ko dara ati roughness. Yiyọ Layer ibaje dada ti dada ti a ṣe ilana jẹ bọtini lati ni ilọsiwaju didara dada ti wafer. Idaji-iwọn ti 4H-SiC (0004) gbigbọn ti tẹ le ni oye ati ni pipe ṣe apejuwe ipele ibajẹ oju ti wafer.
Iwadi fihan pe Layer ti o bajẹ lori dada ti awọn wafers 4H-SiC ni a le yọkuro diẹdiẹ nipasẹ sisẹ wafer 4H-SiC, ni imunadoko didara dada ti wafer, pese itọkasi imọ-ẹrọ fun ṣiṣe-giga, pipadanu-kekere, ati giga- didara processing ti 4H-SiC sobusitireti wafers.
Akoko ifiweranṣẹ: Jul-08-2024