Karbur tas-silikon (SiC)materjal għandu l-vantaġġi ta 'bandgap wiesgħa, konduttività termali għolja, qawwa kritika għolja tal-kamp tat-tqassim, u veloċità għolja ta' drift ta 'elettroni saturati, li jagħmilha promettenti ħafna fil-qasam tal-manifattura tas-semikondutturi. Il-kristalli singoli tas-SiC huma ġeneralment prodotti permezz tal-metodu tat-trasport fiżiku tal-fwar (PVT). Il-passi speċifiċi ta 'dan il-metodu jinvolvu t-tqegħid ta' trab SiC fil-qiegħ ta 'griġjol tal-grafita u t-tqegħid ta' kristall taż-żerriegħa tas-SiC fil-parti ta 'fuq tal-griġjol. Il-grafitagriġjoljissaħħan għat-temperatura tas-sublimazzjoni tas-SiC, u jikkawża li t-trab tas-SiC jiddekomponi f'sustanzi tal-fażi tal-fwar bħal fwar Si, Si2C, u SiC2. Taħt l-influwenza tal-gradjent tat-temperatura axjali, dawn is-sustanzi vaporizzati jissublimaw sal-quċċata tal-griġjol u jikkondensaw fuq il-wiċċ tal-kristall taż-żerriegħa tas-SiC, u jikkristallizzaw fi kristalli singoli tas-SiC.
Bħalissa, id-dijametru tal-kristall taż-żerriegħa użat fiTkabbir ta 'kristall wieħed SiCjeħtieġ li jaqbel mad-dijametru tal-kristall fil-mira. Matul it-tkabbir, il-kristall taż-żerriegħa jitwaħħal fuq id-detentur taż-żerriegħa fin-naħa ta 'fuq tal-griġjol bl-użu ta' kolla. Madankollu, dan il-metodu ta 'twaħħil tal-kristall taż-żerriegħa jista' jwassal għal kwistjonijiet bħal vojt fis-saff adeżiv minħabba fatturi bħall-preċiżjoni tal-wiċċ tad-detentur taż-żerriegħa u l-uniformità tal-kisja adeżiva, li tista 'tirriżulta f'difetti vojta eżagonali. Dawn jinkludu t-titjib tal-flatness tal-pjanċa tal-grafita, iż-żieda tal-uniformità tal-ħxuna tas-saff adeżiv, u ż-żieda ta 'saff ta' buffer flessibbli. Minkejja dawn l-isforzi, għad hemm kwistjonijiet bid-densità tas-saff li jwaħħal, u hemm riskju ta 'distakk tal-kristall taż-żerriegħa. Billi tadotta l-metodu tat-twaħħil tal-wejfergħall-karta tal-grafita u li jikkoinċiduha fil-parti ta 'fuq tal-griġjol, id-densità tas-saff li jwaħħal tista' tittejjeb, u l-iskambjament tal-wejfer jista 'jiġi evitat.
1. Skema Sperimentali:
Il-wejfers użati fl-esperiment huma disponibbli kummerċjalmentWejfers SiC tat-tip N ta '6 pulzieri. Photoresist huwa applikat bl-użu ta 'spin coater. L-adeżjoni tinkiseb bl-użu ta 'forn tal-istampa bis-sħana taż-żerriegħa żviluppata waħedha.
1.1 Skema ta' Fissar tal-Kristall taż-Żerriegħa:
Bħalissa, l-iskemi ta 'adeżjoni tal-kristall taż-żerriegħa SiC jistgħu jinqasmu f'żewġ kategoriji: tip ta' kolla u tip ta 'sospensjoni.
Skema tat-Tip Adeżiv (Figura 1): Dan jinvolvi twaħħil tal-Wejfer tas-SiCmal-pjanċa tal-grafita b'saff ta 'karta tal-grafita bħala saff buffer biex jiġu eliminati l-lakuni bejn il-Wejfer tas-SiCu l-pjanċa tal-grafita. Fil-produzzjoni attwali, is-saħħa tat-twaħħil bejn il-karta tal-grafita u l-pjanċa tal-grafita hija dgħajfa, li twassal għal distakk frekwenti tal-kristall taż-żerriegħa matul il-proċess ta 'tkabbir f'temperatura għolja, li jirriżulta f'falliment tat-tkabbir.
Skema tat-Tip ta 'Sospensjoni (Figura 2): Tipikament, tinħoloq film tal-karbonju dens fuq il-wiċċ tat-twaħħil tal-wejfer tas-SiC bl-użu ta' karbonizzazzjoni tal-kolla jew metodi ta 'kisi. Il-Wejfer tas-SiCimbagħad jiġi kklampjat bejn żewġ pjanċi tal-grafita u mqiegħed fil-parti ta 'fuq tal-griġjol tal-grafita, u jiżgura stabbiltà filwaqt li l-film tal-karbonju jipproteġi l-wejfer. Madankollu, il-ħolqien tal-film tal-karbonju permezz tal-kisi huwa għali u mhux adattat għall-produzzjoni industrijali. Il-metodu tal-karbonizzazzjoni tal-kolla jagħti kwalità inkonsistenti tal-film tal-karbonju, li jagħmilha diffiċli li tinkiseb film tal-karbonju perfettament dens b'adeżjoni qawwija. Barra minn hekk, l-ikklampjar tal-pjanċi tal-grafita tnaqqas iż-żona effettiva tat-tkabbir tal-wejfer billi timblokka parti mill-wiċċ tagħha.
Ibbażat fuq iż-żewġ skemi ta’ hawn fuq, hija proposta skema ġdida ta’ kolla u koinċidenza (Figura 3):
Film tal-karbonju relattivament dens jinħoloq fuq il-wiċċ tat-twaħħil tal-wejfer tas-SiC bl-użu tal-metodu tal-karbonizzazzjoni tal-kolla, li jiżgura l-ebda tnixxija ta 'dawl kbir taħt illuminazzjoni.
Il-wejfer tas-SiC miksi bil-film tal-karbonju huwa marbut ma 'karta tal-grafita, bil-wiċċ tat-twaħħil ikun in-naħa tal-film tal-karbonju. Is-saff li jwaħħal għandu jidher iswed b'mod uniformi taħt id-dawl.
Il-karta tal-grafita hija kklampjata minn pjanċi tal-grafita u sospiża 'l fuq mill-griġjol tal-grafita għat-tkabbir tal-kristall.
1.2 Adeżiv:
Il-viskożità tal-photoresist taffettwa b'mod sinifikanti l-uniformità tal-ħxuna tal-film. Fl-istess veloċità ta 'spin, viskożità aktar baxxa tirriżulta f'films adeżivi irqaq u aktar uniformi. Għalhekk, fotoresist ta 'viskożità baxxa jintgħażel fi ħdan ir-rekwiżiti tal-applikazzjoni.
Matul l-esperiment, instab li l-viskożità tal-kolla karbonizzanti taffettwa s-saħħa tat-twaħħil bejn il-film tal-karbonju u l-wejfer. Viskożità għolja tagħmilha diffiċli biex tiġi applikata b'mod uniformi bl-użu ta 'spin coater, filwaqt li viskożità baxxa tirriżulta f'qawwa ta' twaħħil dgħajfa, li twassal għal qsim tal-film tal-karbonju matul proċessi ta 'twaħħil sussegwenti minħabba fluss adeżiv u pressjoni esterna. Permezz ta 'riċerka sperimentali, il-viskożità tal-kolla karbonizzanti ġiet iddeterminata li tkun 100 mPa·s, u l-viskożità tal-kolla tat-twaħħil ġiet issettjata għal 25 mPa·s.
1.3 Vakwu tax-Xogħol:
Il-proċess tal-ħolqien tal-film tal-karbonju fuq il-wejfer tas-SiC jinvolvi l-karbonizzazzjoni tas-saff adeżiv fuq il-wiċċ tal-wejfer tas-SiC, li għandu jitwettaq f'ambjent vakwu jew protett mill-argon. Riżultati sperimentali juru li ambjent protett bl-argon huwa aktar li jwassal għall-ħolqien ta 'film tal-karbonju minn ambjent ta' vakwu għoli. Jekk jintuża ambjent vakwu, il-livell tal-vakwu għandu jkun ≤1 Pa.
Il-proċess tat-twaħħil tal-kristall taż-żerriegħa tas-SiC jinvolvi t-twaħħil tal-wejfer tas-SiC mal-pjanċa tal-grafita/karta tal-grafita. Meta wieħed iqis l-effett erożiv tal-ossiġnu fuq materjali tal-grafita f'temperaturi għoljin, dan il-proċess jeħtieġ li jitwettaq taħt kundizzjonijiet ta 'vakwu. Ġie studjat l-impatt ta 'livelli ta' vakwu differenti fuq is-saff li jwaħħal. Ir-riżultati sperimentali huma murija fit-Tabella 1. Wieħed jista 'jara li taħt kundizzjonijiet ta' vakwu baxx, molekuli ta 'ossiġnu fl-arja ma jitneħħewx kompletament, li jwasslu għal saffi adeżivi mhux kompluti. Meta l-livell tal-vakwu huwa taħt l-10 Pa, l-effett erosiv tal-molekuli tal-ossiġnu fuq is-saff li jwaħħal jitnaqqas b'mod sinifikanti. Meta l-livell tal-vakwu huwa taħt 1 Pa, l-effett erożiv jiġi eliminat kompletament.
Ħin tal-post: Ġunju-11-2024