Amûrên hêza nîvconductor di pergalên elektronîkî yên hêzê de pozîsyonek bingehîn digirin, nemaze di çarçoveya pêşkeftina bilez a teknolojiyên wekî îstîxbarata sûnî, ragihandina 5G û wesayîtên enerjiya nû de, hewcedariyên performansê ji bo wan çêtir bûne.
Silicon carbide(4H-SiC) ji ber avantajên xwe yên wekî bandgap fireh, gerîdeya germî ya bilind, hêza zeviya hilweşînê ya bilind, rêjeya dravê ya têrbûnê ya bilind, aramiya kîmyewî û berxwedana radyasyonê, ji bo çêkirina amûrên hêza nîvconductor-performansa bilind bûye materyalek îdeal. Lêbelê, 4H-SiC xwedan serhişkiya bilind, ziravbûna bilind, bêhêziya kîmyewî ya bihêz, û dijwariya pêvajoyê ya bilind e. Qalîteya rûkala wafera wê ya substratê ji bo serîlêdanên cîhaza mezin pir girîng e.
Ji ber vê yekê, başkirina qalîteya rûberê ya 4H-SiC-ê birûskê, nemaze rakirina qata xerabûyî ya li ser rûbera hilberandina waferê, mifteya bidestxistina pêvajoyek 4H-SiC-a substratê ya bikêr, kêm-winda û bi kalîte ye.
Ceribandinî
Ezmûnek 4-inç îngo N-4H-SiC ku bi rêbaza veguheztina vaporê ya laşî ve hatî mezin kirin, bikar tîne, ku bi qutkirina têl, rijandin, qirkirina hişk, hûrkirin û paqijkirina hûrgelê tê hilanîn, û qalindahiya rakirina rûyê C û rûyê Si tomar dike. û di her pêvajoyê de stûrbûna waferê ya dawîn.
Wêne 1 Diyagrama şematîkî ya avahiya krîstal 4H-SiC
Figure 2 Stûrahiya ji aliyê C û Si-aliyê 4H- hatiye rakirinSiC waferpiştî pêvajoyên pêvajoyên cûda û stûrbûna wafer piştî pêvajoyê
Stûrahî, morfolojiya rûxarê, zelûlbûn û taybetmendiyên mekanîkî yên waferê bi tevahî ji hêla testerê pîvana geometriya waferê, mîkroskopa navbeynkariya cihêreng, mîkroskopa hêza atomî, amûra pîvandina ziraviya rûkal û nanoindenter ve hatî destnîşan kirin. Digel vê yekê, ji bo nirxandina qalîteya krîstal a waferê, difraktometreya tîrêjê ya bi rezîliya bilind hate bikar anîn.
Van gavên ceribandinê û rêbazên ceribandinê ji bo lêkolîna rêjeya rakirina materyalê û kalîteya rûyê di dema pêvajoya 4H- de piştgirîya teknîkî ya berfireh peyda dikin.Waferên SiC.
Bi ceribandinan, lêkolîner guheztinên di rêjeya rakirina materyalê (MRR), morfolojiya rûkal û zirav, û her weha taybetmendiyên mekanîkî û kalîteya krîstalê ya 4H- de analîz kirin.Waferên SiCdi qonaxên cûda yên pêvajoyê de (birrîna têl, rijandin, hûrkirina hişk, hûrkirina hûr, paqijkirin).
Figure 3 Rêjeya rakirina materyalê ya C-rû û Si-rûyê 4H-SiC waferdi gavên cuda yên pêvajoyê de
Di lêkolînê de hat dîtin ku ji ber anîzotropiya taybetmendiyên mekanîkî yên rûyên krîstal ên cihêreng ên 4H-SiC, di binê heman pêvajoyê de di navbera rûyê C û rûyê Si-yê de ferqek di MRR-ê de heye, û MRR-ya rûyê C-ê bi rengek girîng ji ya Sî-rûyê. Bi pêşkeftina gavên pêvajoyê re, morfolojiya rûkal û hişkiya waferên 4H-SiC hêdî hêdî xweştir dibe. Piştî paqijkirinê, Ra ya C-rûyê 0.24nm e, û Ra-ya Si-rûyê digihîje 0.14nm, ku dikare hewcedariyên mezinbûna epitaxial bicîh bîne.
Figure 4 Wêneyên mîkroskopa optîkî yên rûbera C (a~e) û rûxara Si (f~j) ya wafera 4H-SiC piştî gavên cûda yên pêvajoyê
Figure 5 Wêneyên mîkroskopa hêza atomî ya rûbera C (a~c) û rûbera Si (d~f) ya 4H-SiC wafer piştî gavên pêvajoyê CLP, FLP û CMP
Figure 6 (a) modula elastîk û (b) serhişkiya rûbera C û rûyê Si ya wafera 4H-SiC piştî gavên cûda yên pêvajoyê
Testa taybetmendiya mekanîkî destnîşan dike ku rûbera C ya waferê ji maddeya rûyê Si-yê hişktir e, di dema hilberandinê de astek mezin a şikestinek şikestî, rakirina zûtir maddeyê, û morfolojî û ziraviya rûberê bi nisbeten qels e. Rakirina qata xerabûyî ya li ser rûyê pêvajoyî mifteya başkirina qalîteya rûkala waferê ye. Berfirehiya nîv-bilindî ya 4H-SiC (0004) kevroşka zirav dikare were bikar anîn da ku bi întuîtîv û bi awakî rast qalibê zirara rûkalê ya waferê diyar bike û analîz bike.
Figure 7 (0004) kevroşka zivirandinê nîv-firehiya rûyê C û rûyê Si-ya wafera 4H-SiC piştî gavên cûda yên pêvajoyê
Encamên lêkolînê destnîşan dikin ku pileya zirara rûkalê ya waferê dikare hêdî hêdî were rakirin piştî hilberandina waferê 4H-SiC, ku bi bandor qalîteya rûbera waferê baştir dike û referansek teknîkî ji bo pêvajoyek bikêrhatî, kêm-windabûn û kalîteya bilind peyda dike. ji waferên substratê 4H-SiC.
Lekolînwanan waferên 4H-SiC bi gavên cûda yên pêvajokirinê yên wekî qutkirina têl, rijandin, rijandina hişk, hûrkirin û şûştinê vekir, û bandorên van pêvajoyan li ser qalîteya rûbera waferê lêkolîn kirin.
Encam destnîşan dikin ku bi pêşkeftina gavên pêvajoyê re, morfolojiya rûkal û hişkiya wafer hêdî hêdî xweştir dibe. Piştî paqijkirinê, hişkiya rûyê C û Si-rûyê bi rêzê digihîje 0.24nm û 0.14nm, ku hewcedariyên mezinbûna epitaxial bicîh tîne. Rûyê C-ya waferê ji materyalê Si-rûyê hişktir e, û di dema hilberandinê de bêtir meyla şikestinên şikestî ye, ku di encamê de morfolojî û ziraviya rûberê bi nisbetî xirab dibe. Rakirina tebeqeya zirara rûkalê ya rûbera pêvajoyî mifteya başkirina qalîteya rûkala waferê ye. Nîv-firehiya 4H-SiC (0004) kevroşka zirav dikare bi întuîtîkî û bi awakî rast qata zirara rûkalê ya waferê diyar bike.
Lêkolîn destnîşan dike ku tebeqeya zirarê ya li ser rûbera waferên 4H-SiC dikare hêdî hêdî bi navgîniya pêvajoyek waferê 4H-SiC were rakirin, bi bandor qalîteya rûkala waferê baştir dike, referansek teknîkî ji bo karîgerîya bilind, kêm-wendabûn, û bilind peyda dike. hilanîna kalîteyê ya 4H-SiC wafers substrate.
Dema şandinê: Tîrmeh-08-2024