Karbidi i silikonit (SiC)materiali ka avantazhet e një hapësire të gjerë brezi, përçueshmëri të lartë termike, forcë të lartë të fushës së prishjes kritike dhe shpejtësi të lartë të lëvizjes së elektroneve të ngopur, duke e bërë atë shumë premtues në fushën e prodhimit të gjysmëpërçuesve. Kristalet e vetme SiC prodhohen përgjithësisht përmes metodës së transportit fizik të avullit (PVT). Hapat specifikë të kësaj metode përfshijnë vendosjen e pluhurit SiC në fund të një kavanozi grafiti dhe vendosjen e një kristali të farës SiC në majë të kavanozit. Grafiticruciblenxehet në temperaturën e sublimimit të SiC, duke bërë që pluhuri SiC të dekompozohet në substanca të fazës së avullit si avulli Si, Si2C dhe SiC2. Nën ndikimin e gradientit aksial të temperaturës, këto substanca të avulluara sublimohen deri në majë të kutisë dhe kondensohen në sipërfaqen e kristalit të farës SiC, duke u kristalizuar në kristalet e vetme SiC.
Aktualisht, diametri i kristalit të farës përdoret nëRritja e një kristali SiCduhet të përputhet me diametrin e kristalit të synuar. Gjatë rritjes, kristali i farës fiksohet në mbajtësin e farës në pjesën e sipërme të kavanozit duke përdorur ngjitës. Megjithatë, kjo metodë e fiksimit të kristalit të farës mund të çojë në probleme të tilla si zbrazëtira në shtresën ngjitëse për shkak të faktorëve të tillë si saktësia e sipërfaqes së mbajtësit të farës dhe uniformiteti i veshjes ngjitëse, të cilat mund të rezultojnë në defekte të zbrazëtirave gjashtëkëndore. Këto përfshijnë përmirësimin e rrafshësisë së pllakës së grafitit, rritjen e uniformitetit të trashësisë së shtresës ngjitëse dhe shtimin e një shtrese tampon fleksibël. Pavarësisht nga këto përpjekje, ka ende probleme me densitetin e shtresës ngjitëse dhe ekziston rreziku i shkëputjes së kristalit të farës. Duke adoptuar metodën e lidhjes sëmeshënë letrën e grafitit dhe mbivendosjen e saj në pjesën e sipërme të kutisë, mund të përmirësohet dendësia e shtresës ngjitëse dhe mund të parandalohet shkëputja e vaferës.
1. Skema eksperimentale:
Vaferat e përdorura në eksperiment janë të disponueshme në tregVafera SiC të tipit N 6 inç. Fotorezisti aplikohet duke përdorur një shtresë rrotullimi. Ngjitja arrihet duke përdorur një furrë me shtypje të nxehtë me fara të zhvilluar vetë.
1.1 Skema e fiksimit të kristalit të farës:
Aktualisht, skemat e ngjitjes së kristalit të farës SiC mund të ndahen në dy kategori: lloji ngjitës dhe lloji i pezullimit.
Skema e tipit ngjitës (Figura 1): Kjo përfshin lidhjen eMeshë SiCnë pjatë grafit me një shtresë letre grafit si një shtresë tampon për të eliminuar boshllëqet midisMeshë SiCdhe pllakën e grafitit. Në prodhimin aktual, forca e lidhjes midis letrës së grafitit dhe pllakës së grafitit është e dobët, duke çuar në shkëputje të shpeshtë të kristalit të farës gjatë procesit të rritjes në temperaturë të lartë, duke rezultuar në dështim të rritjes.
Skema e tipit të pezullimit (Figura 2): Në mënyrë tipike, një film i dendur karboni krijohet në sipërfaqen e lidhjes së vaferës SiC duke përdorur metodat e karbonizimit të ngjitësit ose të veshjes. TëMeshë SiCmë pas mbërthehet midis dy pllakave të grafitit dhe vendoset në majë të enës së grafitit, duke siguruar stabilitet ndërsa filmi i karbonit mbron vaferin. Megjithatë, krijimi i filmit të karbonit përmes veshjes është i kushtueshëm dhe nuk është i përshtatshëm për prodhimin industrial. Metoda e karbonizimit të ngjitësit jep cilësi të paqëndrueshme të filmit të karbonit, duke e bërë të vështirë marrjen e një filmi karboni krejtësisht të dendur me ngjitje të fortë. Për më tepër, shtrëngimi i pllakave të grafit redukton zonën efektive të rritjes së vaferit duke bllokuar një pjesë të sipërfaqes së saj.
Bazuar në dy skemat e mësipërme, propozohet një skemë e re ngjitëse dhe e mbivendosur (Figura 3):
Një film relativisht i dendur karboni krijohet në sipërfaqen e lidhjes së vaferës SiC duke përdorur metodën e karbonizimit të ngjitësit, duke siguruar që të mos ketë rrjedhje të mëdha të dritës nën ndriçim.
Vafera SiC e mbuluar me film karboni është e lidhur me letër grafit, me sipërfaqen e lidhjes që është ana e filmit të karbonit. Shtresa ngjitëse duhet të duket uniforme e zezë nën dritë.
Letra e grafitit mbërthehet nga pllaka grafiti dhe pezullohet mbi kristalin e grafitit për rritjen e kristalit.
1.2 Ngjitës:
Viskoziteti i fotorezistit ndikon ndjeshëm në uniformitetin e trashësisë së filmit. Me të njëjtën shpejtësi centrifugimi, viskoziteti më i ulët rezulton në filma ngjitës më të hollë dhe më uniformë. Prandaj, një fotorezist me viskozitet të ulët zgjidhet brenda kërkesave të aplikimit.
Gjatë eksperimentit, u zbulua se viskoziteti i ngjitësit karbonizues ndikon në forcën e lidhjes midis filmit të karbonit dhe vaferit. Viskoziteti i lartë e bën të vështirë aplikimin e njëtrajtshëm duke përdorur një shtresë rrotullimi, ndërsa viskoziteti i ulët rezulton në forcë të dobët lidhjeje, duke çuar në plasaritje të filmit të karbonit gjatë proceseve të mëvonshme të lidhjes për shkak të rrjedhjes së ngjitësit dhe presionit të jashtëm. Nëpërmjet kërkimeve eksperimentale, viskoziteti i ngjitësit karbonizues u përcaktua të ishte 100 mPa·s dhe viskoziteti i ngjitësit lidhës u vendos në 25 mPa·s.
1.3 Vakuumi i punës:
Procesi i krijimit të filmit të karbonit në vaferën SiC përfshin karbonizimin e shtresës ngjitëse në sipërfaqen e vaferës SiC, e cila duhet të kryhet në një mjedis vakum ose të mbrojtur nga argon. Rezultatet eksperimentale tregojnë se një mjedis i mbrojtur nga argon është më i favorshëm për krijimin e filmit të karbonit sesa një mjedis me vakum të lartë. Nëse përdoret një mjedis vakum, niveli i vakumit duhet të jetë ≤1 Pa.
Procesi i lidhjes së kristalit të farës SiC përfshin lidhjen e meshës SiC me pllakën e grafitit/letrën e grafitit. Duke marrë parasysh efektin gërryes të oksigjenit në materialet grafit në temperatura të larta, ky proces duhet të kryhet në kushte vakum. U studiua ndikimi i niveleve të ndryshme të vakumit në shtresën ngjitëse. Rezultatet eksperimentale janë paraqitur në tabelën 1. Mund të shihet se në kushte vakum të ulët, molekulat e oksigjenit në ajër nuk hiqen plotësisht, duke çuar në shtresa jo të plota ngjitëse. Kur niveli i vakumit është nën 10 Pa, efekti gërryes i molekulave të oksigjenit në shtresën ngjitëse zvogëlohet ndjeshëm. Kur niveli i vakumit është nën 1 Pa, efekti gërryes eliminohet plotësisht.
Koha e postimit: Qershor-11-2024