Цахиурын карбид (SiC)Энэ материал нь өргөн зурвасын зайтай, өндөр дулаан дамжуулалттай, задралын талбайн өндөр хүч чадал, өндөр ханасан электрон шилжилтийн хурд зэрэг давуу талтай тул хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлийн салбарт өндөр ирээдүйтэй болгодог. SiC дан талстыг ерөнхийдөө физик уурын тээвэрлэлтийн (PVT) аргаар үйлдвэрлэдэг. Энэ аргын тодорхой үе шатууд нь бал чулуун тигелийн ёроолд SiC нунтаг байрлуулж, тигелийн дээд талд SiC үрийн талстыг байрлуулах явдал юм. бал чулуутигельнь SiC-ийн сублимацийн температур хүртэл халааж, SiC нунтаг нь Si уур, Si2C, SiC2 зэрэг уурын фазын бодисуудад задрахад хүргэдэг. Тэнхлэгийн температурын градиентийн нөлөөн дор эдгээр ууршсан бодисууд нь тигелийн дээд хэсэгт сублимат болж, SiC үрийн талстуудын гадаргуу дээр конденсацлан SiC дан талст болж талсждаг.
Одоогийн байдлаар үрийн болорын диаметрийг ашиглаж байнаSiC нэг талст өсөлтзорилтот болор диаметртэй таарах шаардлагатай. Өсөлтийн явцад үрийн талстыг наалдамхай ашиглан тигелийн дээд талд үрийн тавиур дээр тогтооно. Гэсэн хэдий ч үрийн талстыг засах энэ арга нь үр эзэмшигчийн гадаргуугийн нарийвчлал, наалдамхай бүрхүүлийн жигд байдал зэрэг хүчин зүйлээс шалтгаалж наалдамхай давхаргад хоосон зай үүсэх зэрэг асуудлуудыг үүсгэж, улмаар зургаан өнцөгт хоосон зайны согогийг үүсгэдэг. Үүнд графит хавтангийн тэгш байдлыг сайжруулах, наалдамхай давхаргын зузааны жигд байдлыг нэмэгдүүлэх, уян хатан буфер давхаргыг нэмэх зэрэг орно. Эдгээр хүчин чармайлтыг үл харгалзан наалдамхай давхаргын нягтралтай холбоотой асуудлууд байсаар байгаа бөгөөд үрийн талстыг салгах эрсдэлтэй байдаг. холбох аргыг хэрэглэснээрваферграфит цаас болон түүнийг тигльний дээд хэсэгт давхцуулж, наалдамхай давхаргын нягтыг сайжруулж, вафель салахаас сэргийлж болно.
1. Туршилтын схем:
Туршилтанд ашигласан вафель нь худалдаанд байдаг6 инчийн N төрлийн SiC хавтан. Фоторезистийг ээрэх давхарга ашиглан хэрэглэнэ. Наалдац нь өөрөө боловсруулсан үрийн халуун даралтын зуухыг ашиглан хийгддэг.
1.1 Үрийн болор бэхэлгээний схем:
Одоогийн байдлаар SiC үрийн талст наалдамхай схемийг наалдамхай төрөл ба суспензийн төрөл гэж хоёр ангилалд хувааж болно.
Наалдамхай төрлийн схем (Зураг 1): Энэ нь наалдамхай бодисыг холбоход хамаарнаSiC хавтанцархоорондын зайг арилгахын тулд графит цаасны давхарга бүхий графит хавтан рууSiC хавтанцарба бал чулуун хавтан. Бодит үйлдвэрлэлд графит цаас болон бал чулууны хавтангийн хоорондох холболтын хүч сул байдаг тул өндөр температурт өсөлтийн явцад үрийн талстууд байнга салж, улмаар ургалтын доголдолд хүргэдэг.
Түдгэлзүүлэлтийн төрлийн схем (Зураг 2): Ихэвчлэн цавууг нүүрстөрөгчжүүлэх эсвэл бүрэх аргыг ашиглан SiC хавтанцарыг холбох гадаргуу дээр өтгөн нүүрстөрөгчийн хальс үүсгэдэг. TheSiC хавтанцарДараа нь хоёр бал чулуун хавтангийн хооронд хавчуулж, графит тигелийн дээд хэсэгт байрлуулж, нүүрстөрөгчийн хальс нь өрөмийг хамгаалж, тогтвортой байдлыг хангана. Гэсэн хэдий ч бүрэх замаар нүүрстөрөгчийн хальс үүсгэх нь өртөг өндөртэй бөгөөд үйлдвэрлэлийн үйлдвэрлэлд тохиромжгүй байдаг. Цавууг нүүрстөрөгчжүүлэх арга нь нүүрстөрөгчийн хальсны чанарт нийцэхгүй бөгөөд хүчтэй наалдацтай төгс нягт нүүрстөрөгчийн хальс авахад хэцүү болгодог. Нэмж дурдахад бал чулуун хавтанг хавчих нь түүний гадаргуугийн хэсгийг хааж, вафельний үр дүнтэй өсөлтийн талбайг бууруулдаг.
Дээрх хоёр схем дээр үндэслэн шинэ наалдамхай болон давхардсан схемийг санал болгож байна (Зураг 3):
Цавууг нүүрстөрөгчжүүлэх аргыг ашиглан SiC хавтангийн наалдсан гадаргуу дээр харьцангуй нягт нүүрстөрөгчийн хальс үүсгэдэг бөгөөд гэрэлтүүлгийн үед их хэмжээний гэрэл алдагдахгүй.
Нүүрстөрөгчийн хальсаар бүрхэгдсэн SiC хавтан нь графит цаасан дээр наасан бөгөөд наасан гадаргуу нь нүүрстөрөгчийн хальстай тал юм. Наалдамхай давхарга нь гэрэлд жигд хар өнгөтэй байх ёстой.
Бал чулуун цаасыг бал чулуун хавтангаар хавчуулж, болор ургах зорилгоор бал чулууны тигель дээр өлгөв.
1.2 Цавуу:
Фоторезистийн зуурамтгай чанар нь хальсны зузааны жигд байдалд ихээхэн нөлөөлдөг. Ижил эргэлтийн хурдтай үед бага зуурамтгай чанар нь нимгэн, жигд наалдамхай хальс үүсгэдэг. Тиймээс хэрэглээний шаардлагын хүрээнд бага зуурамтгай чанар бүхий фоторезистийг сонгоно.
Туршилтын явцад нүүрстөрөгчжүүлэгч цавууны зуурамтгай чанар нь нүүрстөрөгчийн хальс болон вафель хоорондын холболтын бат бөх байдалд нөлөөлдөг болохыг тогтоожээ. Өндөр зуурамтгай чанар нь ээрмэл бүрээсийг ашиглан жигд түрхэхэд хүндрэл учруулдаг бол бага зуурамтгай чанар нь наалдамхай урсац болон гадны даралтаас болж дараагийн наалдамхай холболтын явцад нүүрстөрөгчийн хальс хагарахад хүргэдэг. Туршилтын судалгаагаар нүүрсжүүлэгч цавууны зуурамтгай чанарыг 100 мПа·с, холбох цавууны зуурамтгай чанарыг 25 мПа·с гэж тогтоосон.
1.3 Ажлын вакуум:
SiC хавтан дээр нүүрстөрөгчийн хальс үүсгэх үйл явц нь вакуум эсвэл аргоноор хамгаалагдсан орчинд хийгдэх ёстой SiC хавтан дээрх наалдамхай давхаргыг нүүрсжүүлэх явдал юм. Туршилтын үр дүнгээс харахад аргоноор хамгаалагдсан орчин нь вакуум өндөртэй орчноос илүү нүүрстөрөгчийн хальс үүсгэхэд илүү таатай байдаг. Хэрэв вакуум орчин ашиглаж байгаа бол вакуум түвшин ≤1 Па байх ёстой.
SiC үрийн талстыг холбох үйл явц нь SiC талстыг бал чулуун хавтан/графит цаастай холбох явдал юм. Өндөр температурт графит материалд хүчилтөрөгчийн элэгдлийн нөлөөг харгалзан энэ процессыг вакуум нөхцөлд хийх шаардлагатай. Наалдамхай давхаргад янз бүрийн вакуум түвшний нөлөөллийг судалсан. Туршилтын үр дүнг Хүснэгт 1-д үзүүлэв. Вакуум багатай нөхцөлд агаар дахь хүчилтөрөгчийн молекулууд бүрэн арилдаггүй тул наалдамхай давхаргыг бүрэн бус болгодог. Вакуум түвшин 10 Па-аас доош байвал хүчилтөрөгчийн молекулуудын наалдамхай давхаргад элэгдлийн нөлөө мэдэгдэхүйц буурдаг. Вакуум түвшин 1 Па-аас доош байвал элэгдлийн нөлөө бүрэн арилдаг.
Шуудангийн цаг: 2024 оны 6-р сарын 11