Siliciumcarbid (SiC)Material huet d'Virdeeler vun engem breet Bandgap, héich thermesch Konduktivitéit, héich kritesch Decompte Feldstäerkt, an héich gesättigte Elektronendriftgeschwindegkeet, sou datt et am Halbleiter Fabrikatiounsfeld ganz villverspriechend ass. SiC Eenkristalle ginn allgemeng duerch d'Physical Vapor Transport (PVT) Method produzéiert. Déi spezifesch Schrëtt vun dëser Method beinhalt d'Plazéierung vun SiC-Pulver um Enn vun enger Graphit-Kriibs an e SiC-Seed-Kristall am Top vun der Kéis. D'GrafitKrëppgëtt op d'Sublimatiounstemperatur vu SiC erhëtzt, wouduerch de SiC-Pulver an Dampphase Substanzen wéi Si Damp, Si2C a SiC2 zersetzen. Ënnert dem Afloss vum axialen Temperaturgradient subliméieren dës verdampte Substanzen un d'Spëtzt vun der Krees a kondenséieren op der Uewerfläch vum SiC Somkristall, kristalliséieren an SiC Eenkristallen.
De Moment ass den Duerchmiesser vum Som Kristall benotzt anSiC Eenkristallwachstummuss dem Zilkristall Duerchmiesser passen. Wärend dem Wuesstum gëtt de Somkristall op de Somhalter uewen an der Krëpp mat Klebstoff fixéiert. Wéi och ëmmer, dës Methode fir de Somkristall ze fixéieren kann zu Themen wéi Leedungen an der Klebstoffschicht féieren wéinst Faktoren wéi d'Präzisioun vun der Uewerfläch vum Somhalter an d'Uniformitéit vun der Klebstoffbeschichtung, wat zu sechseckegen Voiddefekter resultéiere kann. Dozou gehéiert d'Verbesserung vun der Flaachheet vun der Grafitplack, d'Erhéijung vun der Uniformitéit vun der Klebstoffschichtdicke, an eng flexibel Pufferschicht ze addéieren. Trotz dësen Efforten sinn et nach ëmmer Probleemer mat der Dicht vun der Klebstoffschicht, an et besteet e Risiko vu Somenkristallentscheedung. Andeems Dir d'Method vun der Bindung unzehuelenwaferzu GRAPHITE Pabeier an iwwerlappt et op der Spëtzt vun der Crucible, kann d'Dicht vun der Kliewefolie verbessert ginn, an der Détachement vun der wafer verhënnert ginn.
1. Experimentell Schema:
D'Waferen, déi am Experiment benotzt ginn, sinn kommerziell verfügbar6-Zoll N-Typ SiC wafers. Photoresist gëtt mat engem Spin Coater applizéiert. D'Adhäsioun gëtt mat engem selbst entwéckelte Som Hot-Pressofen erreecht.
1.1 Seed Crystal Fixatiounsschema:
De Moment kënnen d'SiC Somen Kristall Adhäsiounsschemaen an zwou Kategorien opgedeelt ginn: Klebstofftyp an Suspensiontyp.
Kliewefolie Typ Schema (Dorënner 1): Dëst ëmfaasst Bindung derSiC waferzu der GRAPHITE Plack mat enger Schicht vun GRAPHITE Pabeier als Prellbock Layer ze eliminéiert Lücken tëscht demSiC waferan d'Grafitplack. An der aktueller Produktioun ass d'Bindungsstäerkt tëscht dem Grafitpabeier an der Grafitplack schwaach, wat zu häufigen Saamkristallentscheedung wärend dem Héichtemperaturwachstumsprozess féiert, wat zu Wuesstumsfehler resultéiert.
Suspension Typ Schema (Figur 2): Typesch gëtt en dichte Kuelestofffilm op der Bindungsfläch vun der SiC Wafer erstallt mat Klebkarboniséierung oder Beschichtungsmethoden. DéiSiC wafergëtt dann tëscht zwou Grafitplacke ageklemmt an uewen op der Graphit-Kraaft plazéiert, fir Stabilitéit ze garantéieren, während de Kuelestoff de Wafer schützt. Wéi och ëmmer, de Kuelestofffilm duerch Beschichtung ze kreéieren ass deier an net gëeegent fir industriell Produktioun. D'Klebkarboniséierungsmethod bréngt inkonsistent Kuelestofffilmqualitéit, wat et schwéier mécht e perfekt dichte Kuelestofffilm mat staarker Adhäsioun ze kréien. Zousätzlech reduzéiert d'Spannung vun de Grafitplacke d'effektiv Wuesstumsberäich vun der Wafer andeems en Deel vu senger Uewerfläch blockéiert.
Baséierend op den uewe genannten zwee Schemaen gëtt en neie Klebstoff an iwwerlappend Schema proposéiert (Figur 3):
E relativ dichte Kuelestofffilm gëtt op der Bindungsfläch vun der SiC Wafer erstallt mat der Klebkarboniséierungsmethod, déi keng grouss Liichtleckage ënner Beliichtung garantéiert.
De SiC Wafer, deen mam Kuelestofffilm bedeckt ass, ass mat Grafitpabeier gebonnen, mat der Bindungsfläch d'Kuelestofffilm Säit. D'Klebstoffschicht soll ënner Liicht uniform schwaarz sinn.
D'Graphitpabeier gëtt vu Graphitplacke ageklemmt an iwwer d'Graphit-Kraaft suspendéiert fir de Kristallwachstum.
1.2 Klebstoff:
D'Viskositéit vum Photoresist beaflosst wesentlech d'Filmdicke Uniformitéit. Mat der selwechter Spingeschwindegkeet resultéiert méi niddereg Viskositéit zu méi dënnen a méi eenheetleche Klebstofffilmer. Dofir gëtt e Low-Viskositéit Photoresist bannent den Uwendungsfuerderunge gewielt.
Wärend dem Experiment gouf festgestallt datt d'Viskositéit vum karboniséierende Klebstoff d'Verbindungsstäerkt tëscht dem Kuelestofffilm an dem Wafer beaflosst. Héich Viskositéit mécht et schwéier eenheetlech mat engem Spin Coater ze applizéieren, wärend déi niddreg Viskositéit zu enger schwaacher Bindungsstäerkt resultéiert, wat zu Kuelestofffilm Rëss während spéider Bindungsprozesser féiert wéinst Klebstofffloss an externen Drock. Duerch experimentell Fuerschung gouf d'Viskositéit vum karboniséierende Klebstoff op 100 mPa·s bestëmmt, an d'Verbindungsklebstoffviskositéit gouf op 25 mPa·s festgeluecht.
1.3 Aarbechtsvakuum:
De Prozess fir de Kuelestofffilm op der SiC Wafer ze kreéieren involvéiert d'Karboniséierung vun der Klebstoffschicht op der SiC Wafer Uewerfläch, déi an engem Vakuum oder Argon-geschützten Ëmfeld muss gemaach ginn. Experimentell Resultater weisen datt en argon geschützt Ëmfeld méi hëllefräich ass fir Kuelestofffilmkreatioun wéi en héije Vakuum Ëmfeld. Wann e Vakuumëmfeld benotzt gëtt, soll de Vakuumniveau ≤1 Pa sinn.
De Prozess vun der Bindung vum SiC Somkristall beinhalt d'Bindung vun der SiC Wafer op d'Graphitplack / Grafitpabeier. Den erosive Effekt vum Sauerstoff op Graphitmaterial bei héijen Temperaturen berücksichtegt, muss dëse Prozess ënner Vakuumbedéngungen duerchgefouert ginn. Den Impakt vu verschiddene Vakuumniveauen op d'Klebstoffschicht gouf studéiert. D'experimentell Resultater sinn an der Tabell 1. Et kann gesi ginn datt ënner nidderegen Vakuumbedéngungen Sauerstoffmolekülen an der Loft net komplett ofgeschaaft ginn, wat zu onkomplett Klebstoffschichten féiert. Wann de Vakuumniveau ënner 10 Pa ass, gëtt den erosive Effekt vu Sauerstoffmoleküle op der Klebstoffschicht wesentlech reduzéiert. Wann de Vakuumniveau ënner 1 Pa ass, gëtt den erosive Effekt komplett eliminéiert.
Post Zäit: Jun-11-2024