Карбід крэмнію (SiC)матэрыял мае такія перавагі, як шырокая забароненая зона, высокая цеплаправоднасць, высокая крытычная напружанасць поля прабоя і высокая хуткасць дрэйфу насычаных электронаў, што робіць яго вельмі перспектыўным у галіне вытворчасці паўправаднікоў. Монакрышталі SiC звычайна вырабляюцца метадам фізічнага транспарту пары (PVT). Канкрэтныя этапы гэтага метаду ўключаюць размяшчэнне парашка SiC на дне графітавага тыгля і размяшчэнне затравочнага крышталя SiC у верхняй частцы тыгля. Графіттыгельнаграваецца да тэмпературы сублімацыі SiC, у выніку чаго парашок SiC раскладаецца на рэчывы з паравой фазы, такія як пары Si, Si2C і SiC2. Пад уздзеяннем восевага градыенту тэмпературы гэтыя выпараныя рэчывы сублімуюць да верхняй частцы тыгля і кандэнсуюцца на паверхні затравочнага крышталя SiC, крышталізуючыся ў монакрышталі SiC.
У цяперашні час дыяметр затравочнага крышталя, які выкарыстоўваецца ўРост монакрышталя SiCпавінен адпавядаць дыяметру мэтавага крышталя. Падчас росту затравочны крышталь фіксуецца на трымальніку затравы ў верхняй частцы тыгля з дапамогай клею. Аднак гэты метад фіксацыі затравочнага крышталя можа прывесці да такіх праблем, як пустэчы ў клейкім пласце з-за такіх фактараў, як дакладнасць паверхні трымальніка затравкі і аднастайнасць клеючага пакрыцця, што можа прывесці да дэфектаў шасцікутных пустот. Яны ўключаюць паляпшэнне плоскасці графітавай пласціны, павелічэнне аднастайнасці таўшчыні клеючага пласта і даданне гнуткага буфернага пласта. Нягледзячы на гэтыя намаганні, усё яшчэ існуюць праблемы з шчыльнасцю клейкага пласта, і існуе рызыка адрыву затравочных крышталяў. Прыняўшы метад склейвання ствафельныда графітавай паперы і перакрываючы яе ў верхняй частцы тыгля, можна палепшыць шчыльнасць клейкага пласта і прадухіліць адслаенне пласціны.
1. Схема эксперыменту:
Пласціны, якія выкарыстоўваюцца ў эксперыменце, камерцыйна даступныя6-цалевыя пласціны SiC N-тыпу. Фотарэзіст наносіцца з дапамогай спінінгавай машыны. Адгезія дасягаецца з дапамогай печы для гарачага прэсавання насення ўласнай распрацоўкі.
1.1 Схема фіксацыі затравочных крышталяў:
У цяперашні час схемы адгезіі затравачных крышталяў SiC можна падзяліць на дзве катэгорыі: клейкі і суспензійны.
Схема тыпу клею (малюнак 1): Гэта прадугледжвае склейваннеSiC пласцінада графітавай пласціны са слоем графітавай паперы ў якасці буфернага пласта для ліквідацыі зазораў паміжSiC пласцінаі графітавай пласцінай. У рэальным вытворчасці трываласць злучэння паміж графітавай паперай і графітавай пласцінай слабая, што прыводзіць да частага адрыву затравочных крышталяў падчас высокатэмпературнага працэсу росту, што прыводзіць да парушэння росту.
Схема тыпу падвескі (малюнак 2): Як правіла, шчыльная вугляродная плёнка ствараецца на злучальнай паверхні карбіднай карбіднай пласціны з дапамогай метадаў карбанізацыі або нанясення пакрыцця. TheSiC пласціназатым заціскаецца паміж двума графітавымі пласцінамі і размяшчаецца ў верхняй частцы графітавага тыгля, забяспечваючы стабільнасць, у той час як вугляродная плёнка абараняе пласціну. Аднак стварэнне вугляроднай плёнкі праз нанясенне пакрыцця каштуе дорага і не падыходзіць для прамысловай вытворчасці. Метад карбанізацыі клеем дае нестабільную якасць вугляроднай плёнкі, што ўскладняе атрыманне ідэальна шчыльнай вугляроднай плёнкі з моцнай адгезіяй. Акрамя таго, зацісканне графітавых пласцін памяншае эфектыўную плошчу росту пласціны, блакуючы частку яе паверхні.
На падставе дзвюх прыведзеных вышэй схем прапануецца новая схема клею і перакрыцця (малюнак 3):
Адносна шчыльная вугляродная плёнка ствараецца на злучальнай паверхні пласціны SiC з дапамогай метаду карбанізацыі клеем, што гарантуе адсутнасць вялікай уцечкі святла пры асвятленні.
Пласціна SiC, пакрытая вугляроднай плёнкай, злучаецца з графітавай паперай, прычым паверхняй злучэння з'яўляецца бок вугляроднай плёнкі. Клеевы пласт павінен выглядаць раўнамерна чорным пад святлом.
Графітавая папера заціскаецца графітавымі пласцінамі і падвешваецца над графітавым тыглям для росту крышталяў.
1.2 Клей:
Глейкасць фоторезиста істотна ўплывае на аднастайнасць таўшчыні плёнкі. Пры аднолькавай хуткасці адціску меншая глейкасць прыводзіць да атрымання больш тонкіх і аднастайных клейкіх плёнак. Такім чынам, фотарэзіст з нізкай глейкасцю выбіраецца ў адпаведнасці з патрабаваннямі прымянення.
У ходзе эксперыменту было ўстаноўлена, што глейкасць карбонизирующего клею ўплывае на трываласць злучэння паміж вугляроднай плёнкай і пласцінай. Высокая глейкасць абцяжарвае раўнамернае нанясенне з дапамогай машыны для нанясення пакрыццяў, у той час як нізкая глейкасць прыводзіць да слабой трываласці склейвання, што прыводзіць да парэпання вугляроднай плёнкі падчас наступных працэсаў склейвання з-за цячэння клею і знешняга ціску. У ходзе эксперыментальных даследаванняў глейкасць карбанізуючага клею была вызначана роўнай 100 мПа·с, а глейкасць злучальнага клею была ўстаноўлена роўнай 25 мПа·с.
1.3 Працоўны вакуум:
Працэс стварэння вугляроднай плёнкі на пласціне SiC уключае карбанізацыю пласта клею на паверхні пласціны SiC, якая павінна выконвацца ў вакууме або ў абароненым ад аргону асяроддзі. Эксперыментальныя вынікі паказваюць, што асяроддзе, абароненае аргонам, больш спрыяе стварэнню вугляроднай плёнкі, чым асяроддзе высокага вакууму. Калі выкарыстоўваецца вакуумнае асяроддзе, узровень вакууму павінен быць ≤1 Па.
Працэс склейвання затравочнага крышталя SiC прадугледжвае склейванне пласціны SiC з графітавай пласцінай/графітавай паперай. Улічваючы эразійнае ўздзеянне кіслароду на графітавыя матэрыялы пры высокіх тэмпературах, гэты працэс неабходна праводзіць ва ўмовах вакууму. Даследаваўся ўплыў розных узроўняў вакууму на клеевой пласт. Эксперыментальныя вынікі паказаны ў табліцы 1. Відаць, што ва ўмовах нізкага вакууму малекулы кіслароду ў паветры выдаляюцца не цалкам, што прыводзіць да няпоўных адгезійных слаёў. Калі ўзровень вакууму ніжэй за 10 Па, эразійнае ўздзеянне малекул кіслароду на пласт клею значна зніжаецца. Калі ўзровень вакууму ніжэй за 1 Па, эфект эразіі цалкам ліквідаваны.
Час публікацыі: 11 чэрвеня 2024 г