Карбиди кремний (SiC)мавод дорои бартариҳои фарогирии фарох, гузариши баланди гармӣ, қувваи баланди майдони шикастани интиқодӣ ва суръати баланди гардиши электронҳо мебошад, ки онро дар соҳаи истеҳсоли нимноқилҳо хеле умедбахш мегардонад. Як кристаллҳои SiC одатан тавассути усули интиқоли буғи физикӣ (PVT) истеҳсол карда мешаванд. Қадамҳои мушаххаси ин усул ҷойгир кардани хокаи SiC дар поёни тигели графитӣ ва гузоштани кристалл тухмии SiC дар болои тигал иборат аст. Графиттигельто ҳарорати сублиматсияи SiC гарм карда мешавад, ки хокаи SiC ба моддаҳои фазаи буғ ба монанди буғи Si, Si2C ва SiC2 таҷзия мешавад. Дар зери таъсири градиенти ҳарорати меҳвар ин моддаҳои буғшуда ба болои тигел сублиматсия шуда, дар сатҳи кристалл тухмии SiC конденсатсия шуда, ба монокристаллҳои SiC кристалл мешаванд.
Дар айни замон, диаметри кристалл тухмии истифода дарАфзоиши як кристалл SiCбояд ба диаметри булӯри мақсаднок мувофиқат кунад. Ҳангоми нашъунамо, кристали тухмӣ бо истифода аз илтиём ба тухмдор дар болои тигел ҷойгир карда мешавад. Бо вуҷуди ин, ин усули ислоҳ кардани кристалл тухмӣ метавонад боиси мушкилот ба монанди холигии қабати илтиёмӣ бо сабаби омилҳо ба монанди дақиқии сатҳи дорандаи тухм ва якрангии қабати илтиёмӣ гардад, ки метавонад ба нуқсонҳои холии шашкунҷа оварда расонад. Инҳо беҳтар кардани ҳамвории плитаи графитӣ, баланд бардоштани якрангии ғафсии қабати часпак ва илова кардани қабати буферии чандирро дар бар мегиранд. Сарфи назар аз ин саъю кушиш, дар бобати зичии кабати часпак хануз проблемахо мавчуданд ва хавфи аз тухмй чудо шудани кристалл мавчуд аст. Бо қабули усули пайвастшавӣвафлиба когази графитй ва дар болои тигель гузоштани он, зичии кабати часпакро бехтар кардан, чудо шудани вафельро пешгирй кардан мумкин аст.
1. Нақшаи таҷрибавӣ:
Вафельҳое, ки дар таҷриба истифода мешаванд, дар тиҷорат дастрасандВафли 6-дюймаи N-навъи SiC. Photoresist бо истифода аз чархи чарх истифода мешавад. Пайвастшавӣ бо истифода аз кӯраи худсохти тухмии гарм-пресс ба даст оварда мешавад.
1.1 Нақшаи ислоҳи кристаллҳои тухмӣ:
Дар айни замон, схемаҳои пайвастшавии булӯри SiC-ро метавон ба ду категория тақсим кард: навъи часпак ва навъи суспензия.
Нақшаи навъи часпак (Расми 1): Ин пайвастагиро дар бар мегирадВафли SiCба лавҳаи графитӣ бо қабати коғази графитӣ ҳамчун қабати буферӣ барои бартараф кардани фосилаҳои байниВафли SiCва лавҳаи графитӣ. Дар истеҳсоли воқеӣ, қувваи пайвастшавӣ байни коғази графитӣ ва лавҳаи графит суст аст, ки боиси зуд-зуд ҷудо шудани кристаллҳои тухмӣ дар ҷараёни афзоиши ҳарорати баланд мегардад, ки боиси нокомии афзоиш мегардад.
Нақшаи навъи таваққуф (Расми 2): Одатан, дар рӯи пайванди вафли SiC бо истифода аз усулҳои карбонизатсияи ширеш ё пӯшиш як филми карбонӣ сохта мешавад. ДарВафли SiCбаъд дар байни ду плитаи графитӣ часпида, дар болои тигели графит ҷойгир карда, устувориро таъмин мекунад, дар ҳоле ки плёнкаи карбон вафлиро муҳофизат мекунад. Бо вуҷуди ин, эҷоди филми карбон тавассути рӯйпӯш гарон аст ва барои истеҳсоли саноатӣ мувофиқ нест. Усули карбонизатсияи ширеш сифати филми карбонро ба вуҷуд меорад, ки ба даст овардани филми комилан зиччи карбонро бо адгезияи қавӣ душвор мегардонад. Илова бар ин, часпидани плитаҳои графитӣ майдони самараноки афзоиши вафлиро тавассути бастани як қисми сатҳи он коҳиш медиҳад.
Дар асоси ду схемаи дар боло овардашуда схемаи нави часпак ва часпондан пешниход карда мешавад (Расми 3):
Бо истифода аз усули карбонизатсияи ширеше, дар сатҳи пайванди вафли SiC филми нисбатан зиччи карбон эҷод карда мешавад, ки дар зери равшанӣ ихроҷи зиёди нурро таъмин намекунад.
Вафли SiC, ки бо плёнкаи карбон пӯшонида шудааст, ба коғази графитӣ пайваст карда мешавад ва сатҳи пайвастшавӣ тарафи филми карбон мебошад. Дар зери нур қабати илтиёмӣ бояд яксон сиёҳ пайдо шавад.
Коғази графитӣ бо плитаҳои графитӣ маҳкам карда мешавад ва дар болои тигели графитӣ барои афзоиши кристалл овезон карда мешавад.
1.2 Часпон:
Часпакии фоторезист ба якрангии ғафсии филм ба таври назаррас таъсир мерасонад. Дар ҳамон суръати чархзанӣ, часпакии пасттар боиси лоғартар ва якхелаи илтиёмӣ мегардад. Аз ин рӯ, дар доираи талаботи барнома як фоторезистии часпаки паст интихоб карда мешавад.
Дар рафти тачриба маълум гардид, ки часпакии илтиёми карбонкунанда ба кувваи пайвастшавии байни плёнкаи карбон ва пластинка таъсир мерасонад. Часпакии баланд татбиқи якрангро бо истифода аз коатер спид душвор месозад, дар ҳоле ки часпакии паст боиси қувват заифи пайвастшавӣ мегардад, ки боиси шикастани филми карбон ҳангоми равандҳои минбаъдаи пайвастшавӣ аз сабаби ҷараёни часпак ва фишори беруна мегардад. Тавассути тадқиқоти таҷрибавӣ часпакии илтиёми карбонизатсия 100 мПа·с ва часпакии часпакии пайвасткунанда ба 25 мПа·с муқаррар карда шуд.
1.3 Вакууми корӣ:
Раванди эҷоди филми карбон дар вафли SiC карбонизатсияи қабати илтиёмиро дар сатҳи вафли SiC дар бар мегирад, ки бояд дар муҳити вакуум ё аз аргон муҳофизатшуда иҷро карда шавад. Натиҷаҳои таҷрибавӣ нишон медиҳанд, ки муҳити муҳофизатшаванда аз аргон барои эҷоди филми карбон нисбат ба муҳити баланди вакуумӣ мусоидтар аст. Агар муҳити вакуумӣ истифода шавад, сатҳи вакуум бояд ≤1 Па бошад.
Раванди пайваст кардани кристалл тухмии SiC пайваст кардани вафли SiC ба лавҳаи графитӣ/коғази графитро дар бар мегирад. Бо назардошти таъсири эрозивии оксиген ба маводи графитӣ дар ҳарорати баланд, ин равандро дар шароити вакуумӣ гузаронидан лозим аст. Таъсири сатҳҳои гуногуни вакуум ба қабати часпак омӯхта шуд. Натиҷаҳои таҷрибавӣ дар ҷадвали 1 нишон дода шудаанд. Мумкин аст, ки дар шароити вакууми паст молекулаҳои оксиген дар ҳаво пурра хориҷ карда намешаванд, ки ин боиси нопурра қабатҳои илтиёмӣ мегардад. Вақте ки сатҳи вакуум аз 10 Па камтар аст, таъсири эрозивии молекулаҳои оксиген ба қабати часпак ба таври назаррас коҳиш меёбад. Вақте ки сатҳи вакуум аз 1 Па камтар аст, таъсири эрозивӣ комилан бартараф карда мешавад.
Вақти фиристодан: июн-11-2024