Kísilkarbíð (SiC)Efnið hefur þá kosti að vera breitt bandbil, hár varmaleiðni, hár mikilvægur sundurliðunarsviðsstyrkur og hár mettuð rafeindarekshraði, sem gerir það mjög efnilegt á sviði hálfleiðaraframleiðslu. SiC einkristallar eru almennt framleiddir með líkamlegu gufuflutningsaðferðinni (PVT). Sérstök skref þessarar aðferðar fela í sér að setja SiC duft neðst á grafítdeiglu og setja SiC frækristall efst á deiglunni. Grafítiðdeigluer hituð upp í sublimation hitastig SiC, sem veldur því að SiC duftið brotnar niður í gufufasa efni eins og Si gufu, Si2C og SiC2. Undir áhrifum axial hitastigsins sublimast þessi uppgufðu efni efst á deiglunni og þéttast á yfirborði SiC frækristallsins og kristallast í SiC einkristalla.
Eins og er, þvermál frækristallsins sem notað er íSiC einkristallavöxturþarf að passa við kristalsþvermál markmiðsins. Við vöxt er frækristallinn festur á fræhaldaranum efst á deiglunni með lími. Hins vegar getur þessi aðferð við að festa frækristallinn leitt til vandamála eins og tómarúma í límlaginu vegna þátta eins og nákvæmni yfirborðs fræhaldarans og einsleitni límhúðarinnar, sem getur leitt til sexhyrndra tómagalla. Þetta felur í sér að bæta flatneskju grafítplötunnar, auka einsleitni þykkt límlagsins og bæta við sveigjanlegu biðminni. Þrátt fyrir þessa viðleitni eru enn vandamál með þéttleika límlagsins og hætta er á að frækristall losni. Með því að taka upp aðferðina við að tengja samanoblátavið grafítpappír og skarast það efst á deiglunni, er hægt að bæta þéttleika límlagsins og koma í veg fyrir losun disksins.
1. Tilraunakerfi:
Bláturnar sem notaðar voru í tilrauninni eru fáanlegar í verslun6 tommu N-gerð SiC skífur. Photoresist er sett á með spunahúð. Viðloðun er náð með því að nota sjálfþróaðan fræ heitpressuofn.
1.1 Frækristalfestingarkerfi:
Eins og er er hægt að skipta SiC fræ kristal viðloðun kerfum í tvo flokka: lím gerð og fjöðrun gerð.
Tegund líms (Mynd 1): Þetta felur í sér tenginguSiC obláturvið grafítplötuna með lag af grafítpappír sem biðminni til að útrýma bilum á milliSiC obláturog grafítplötuna. Í raunverulegri framleiðslu er tengingarstyrkur milli grafítpappírsins og grafítplötunnar veikur, sem leiðir til tíðar losunar frækristalla meðan á háhitavexti stendur, sem leiðir til vaxtarbilunar.
Tegund sviflausnar (Mynd 2): Venjulega er þétt kolefnisfilma búin til á tengiyfirborði SiC skífunnar með því að nota límkolsýringu eða húðunaraðferðir. TheSiC obláturer síðan klemmt á milli tveggja grafítplatna og sett efst á grafítdeiglunni, sem tryggir stöðugleika á meðan kolefnisfilman verndar skífuna. Hins vegar er kostnaðarsamt að búa til kolefnisfilmuna í gegnum húðun og ekki hentugur fyrir iðnaðarframleiðslu. Límkolefnisaðferðin gefur ósamræmileg kolefnisfilmu gæði, sem gerir það erfitt að fá fullkomlega þétta kolefnisfilmu með sterkri viðloðun. Að auki minnkar það að þvinga grafítplöturnar virkt vaxtarsvæði skúffunnar með því að loka hluta yfirborðs hennar.
Byggt á ofangreindum tveimur kerfum er lagt til nýtt lím og skarast (Mynd 3):
Tiltölulega þétt kolefnisfilma er búin til á tengiyfirborði SiC skífunnar með því að nota límkolsýringaraðferðina, sem tryggir ekki mikinn ljósleka undir lýsingu.
SiC skífan sem er þakin kolefnisfilmunni er bundin við grafítpappír, þar sem tengiyfirborðið er hlið kolefnisfilmunnar. Límlagið ætti að vera einsleitt svart undir ljósi.
Grafítpappírinn er klemmdur með grafítplötum og hengdur fyrir ofan grafítdeigluna fyrir kristalvöxt.
1.2 Lím:
Seigja ljósþolsins hefur veruleg áhrif á einsleitni filmuþykktar. Við sama snúningshraða leiðir minni seigja til þynnri og jafnari límfilma. Þess vegna er lágseigju ljósþolinn valinn innan umsóknarkrafnanna.
Í tilrauninni kom í ljós að seigja kolefnislímsins hefur áhrif á bindistyrk milli kolefnisfilmunnar og skífunnar. Mikil seigja gerir það að verkum að erfitt er að bera það á jafnt með því að nota snúningshúðara, á meðan lítil seigja veldur veikum bindistyrk, sem leiðir til sprungna kolefnisfilmu við síðari bindingarferli vegna límflæðis og ytri þrýstings. Með tilraunarannsóknum var seigja kolefnislímsins ákvörðuð sem 100 mPa·s og bindilímseigjan var stillt á 25 mPa·s.
1.3 Vinnandi tómarúm:
Ferlið við að búa til kolefnisfilmuna á SiC skífunni felur í sér að kolsýra límlagið á SiC skífunni, sem verður að framkvæma í lofttæmi eða argon-varið umhverfi. Tilraunaniðurstöður sýna að argon-varið umhverfi stuðlar meira að sköpun kolefnisfilmu en umhverfi með miklu lofttæmi. Ef lofttæmisumhverfi er notað ætti lofttæmisstigið að vera ≤1 Pa.
Ferlið við að tengja SiC frækristallinn felur í sér að tengja SiC oblátuna við grafítplötuna/grafítpappírinn. Miðað við veðrandi áhrif súrefnis á grafítefni við háan hita þarf þetta ferli að fara fram við lofttæmi. Áhrif mismunandi lofttæmisstiga á límlagið voru rannsökuð. Tilraunaniðurstöðurnar eru sýndar í töflu 1. Sjá má að við lágt lofttæmisskilyrði eru súrefnissameindir í loftinu ekki að fullu fjarlægðar, sem leiðir til ófullnægjandi límlaga. Þegar lofttæmisstigið er undir 10 Pa minnkar rofáhrif súrefnissameinda á límlagið verulega. Þegar lofttæmisstigið er undir 1 Pa, er rofáhrifin algjörlega eytt.
Pósttími: 11-jún-2024