Silikoni carbide (SiC)Ohun elo ni awọn anfani ti bandgap nla kan, adaṣe igbona giga, agbara aaye fifọ pataki giga, ati iyara fifẹ elekitironi giga, ti o jẹ ki o ni ileri pupọ ni aaye iṣelọpọ semikondokito. Awọn kirisita ẹyọkan SiC jẹ iṣelọpọ gbogbogbo nipasẹ ọna gbigbe oru ti ara (PVT). Awọn igbesẹ kan pato ti ọna yii pẹlu gbigbe SiC lulú si isalẹ ti crucible graphite kan ati gbigbe ohun kristali irugbin SiC kan ni oke ti crucible. Lẹẹdi naacrucibleti wa ni kikan si iwọn otutu sublimation ti SiC, ti o nfa SiC lulú lati decompose sinu awọn nkan ti o wa ni erupẹ bi Si vapor, Si2C, ati SiC2. Labẹ ipa ti iwọn otutu axial axial, awọn nkan isunmi wọnyi jẹ abẹlẹ si oke ti crucible ati condense lori dada ti kristali irugbin SiC, ti o di kirisita sinu awọn kirisita SiC ẹyọkan.
Lọwọlọwọ, iwọn ila opin ti irugbin kristali ti a lo ninuSiC nikan gara idagbasokenilo lati baramu iwọn ila opin kirisita ibi-afẹde. Lakoko idagbasoke, okuta kristali irugbin ti wa ni ipilẹ lori ohun mimu irugbin ni oke ti crucible nipa lilo alemora. Bibẹẹkọ, ọna yii ti titọka kirisita irugbin le ja si awọn ọran bii awọn ofo ni Layer alemora nitori awọn okunfa bii pipe ti oju ilẹ ti irugbin ati isokan ti ibora alemora, eyiti o le ja si awọn abawọn ofo hexagonal. Iwọnyi pẹlu imudara irẹwẹsi ti awo lẹẹdi, jijẹ iṣọkan ti sisanra Layer alemora, ati fifi Layer ifipamọ rọ. Laibikita awọn igbiyanju wọnyi, awọn ọran tun wa pẹlu iwuwo ti Layer alemora, ati pe eewu ti iyasilẹ gara irugbin wa. Nipa gbigbe awọn ọna ti imora awọnwafersi iwe graphite ati agbekọja rẹ ni oke ti crucible, iwuwo ti Layer alemora le dara si, ati idinku ti wafer le ni idaabobo.
1. Eto Idanwo:
Awọn wafers ti a lo ninu idanwo naa wa ni iṣowo6-inch N-Iru SiC wafers. Photoresist ti wa ni lilo nipa lilo aso alayipo. Adhesion ti waye nipa lilo irugbin ti ara ẹni ti o ni idagbasoke ileru ti o gbona-tẹ.
1.1 Eto Imuduro Crystal irugbin:
Lọwọlọwọ, awọn eto ifaramọ garasi irugbin SiC le pin si awọn ẹka meji: iru alemora ati iru idadoro.
Eto Iru alemora (olusin 1): Eyi pẹlu sisopọ awọnSiC wafersi awọn lẹẹdi awo pẹlu kan Layer ti lẹẹdi iwe bi a saarin Layer lati se imukuro ela laarin awọnSiC waferati lẹẹdi awo. Ni iṣelọpọ gangan, agbara ifunmọ laarin iwe graphite ati awo graphite jẹ alailagbara, ti o yori si idinku irugbin gara loorekoore lakoko ilana idagbasoke iwọn otutu ti o ga, ti nfa ikuna idagbasoke.
Ero Iru Idaduro (Ọya 2): Ni deede, fiimu erogba ipon ni a ṣẹda lori ilẹ imora ti wafer SiC nipa lilo carbonization lẹ pọ tabi awọn ọna ibora. AwọnSiC waferti wa ni clamped laarin meji graphite farahan ati ki o gbe si awọn oke ti awọn graphite crucible, aridaju iduroṣinṣin nigba ti erogba fiimu aabo fun awọn wafer. Sibẹsibẹ, ṣiṣẹda fiimu erogba nipasẹ ibora jẹ idiyele ati pe ko dara fun iṣelọpọ ile-iṣẹ. Ọna carbonization lẹ pọ n mu didara fiimu carbon ti ko ni ibamu, ti o jẹ ki o ṣoro lati gba fiimu carbon ti o ni iwuwo daradara pẹlu ifaramọ to lagbara. Ni afikun, didi awọn awo graphite dinku agbegbe idagbasoke ti o munadoko ti wafer nipasẹ didi apakan ti oju rẹ.
Da lori awọn ero meji ti o wa loke, alemora tuntun ati ero agbekọja ni a dabaa (Aworan 3):
Fiimu erogba ipon kan ni a ṣẹda lori dada isọpọ ti SiC wafer ni lilo ọna carbonization lẹ pọ, ni idaniloju ko si jijo ina nla labẹ itanna.
Wafer SiC ti a bo pelu fiimu erogba ti wa ni asopọ si iwe graphite, pẹlu oju-iṣọpọ jẹ ẹgbẹ fiimu erogba. Layer alemora yẹ ki o han ni iṣọkan dudu labẹ ina.
Iwe lẹẹdi naa jẹ dimole nipasẹ awọn awo-lẹẹdi ati ti daduro loke ibi-igi lẹẹdi fun idagbasoke gara.
1.2 alemora:
Awọn iki ti awọn photoresist significantly ni ipa lori fiimu sisanra uniformity. Ni iyara yiyi kanna, awọn abajade iki kekere ni tinrin ati awọn fiimu alemora aṣọ diẹ sii. Nitorinaa, photoresist-iki kekere ni a yan laarin awọn ibeere ohun elo.
Lakoko idanwo naa, a rii pe iki ti alemora carbonizing ni ipa lori agbara imora laarin fiimu erogba ati wafer. Igi to gaju jẹ ki o ṣoro lati lo ni iṣọkan nipa lilo ọpa alayipo, lakoko ti viscosity kekere ṣe abajade agbara isunmọ ailagbara, ti o yori si fifọ fiimu carbon lakoko awọn ilana isunmọ ti o tẹle nitori ṣiṣan alemora ati titẹ ita. Nipasẹ iwadii idanwo, iki ti alemora carbonizing ti pinnu lati jẹ 100 mPa·s, ati viscosity alemora ti a ṣeto si 25 mPa·s.
1.3 Igbale Ṣiṣẹ:
Ilana ti ṣiṣẹda fiimu erogba lori wafer SiC jẹ pẹlu carbonizing Layer alemora lori dada wafer SiC, eyiti o gbọdọ ṣe ni igbale tabi agbegbe aabo argon. Awọn abajade idanwo fihan pe agbegbe ti o ni aabo argon jẹ diẹ ti o dara si ẹda fiimu carbon ju agbegbe igbale giga. Ti a ba lo ayika igbale, ipele igbale yẹ ki o jẹ ≤1 Pa.
Awọn ilana ti imora awọn SiC irugbin gara pẹlu imora awọn SiC wafer si awọn lẹẹdi awo/graphite iwe. Ṣiyesi ipa ipanilara ti atẹgun lori awọn ohun elo graphite ni awọn iwọn otutu giga, ilana yii nilo lati ṣe labẹ awọn ipo igbale. Ipa ti o yatọ si awọn ipele igbale lori Layer alemora ti ṣe iwadi. Awọn abajade esiperimenta ni a fihan ni Table 1. O le rii pe labẹ awọn ipo igbale kekere, awọn ohun elo atẹgun ti o wa ninu afẹfẹ ko yọkuro patapata, ti o yori si awọn ipele alemora ti ko pe. Nigbati ipele igbale ba wa ni isalẹ 10 Paa, ipa ipanilara ti awọn ohun elo atẹgun lori Layer alemora dinku ni pataki. Nigbati ipele igbale ba wa ni isalẹ 1 Pa, ipa ti erosive ti yọkuro patapata.
Akoko ifiweranṣẹ: Jun-11-2024