فرآیند آماده سازی کریستال بذر در رشد تک بلور SiC 3

تأیید رشد
اینکاربید سیلیکون (SiC)بلورهای بذر به دنبال فرآیند ذکر شده تهیه و از طریق رشد کریستال SiC تایید شدند. پلت فرم رشد مورد استفاده یک کوره رشد القایی SiC خود ساخته با دمای رشد 2200 درجه سانتیگراد، فشار رشد 200 Pa و مدت زمان رشد 100 ساعت بود.

آماده سازی شامل الفویفر 6 اینچی SiCبا هر دو صورت کربن و سیلیکون جلا داده شده، aویفریکنواختی ضخامت ≤10 میکرومتر و زبری صفحه سیلیکونی ≤0.3 نانومتر. یک کاغذ گرافیتی به قطر 200 میلی متر و ضخامت 500 میکرومتر به همراه چسب، الکل و پارچه بدون پرز نیز تهیه شد.

اینویفر SiCبه مدت 15 ثانیه با سرعت 1500 دور در دقیقه با چسب روی سطح باندینگ پوشش داده شد.

چسب بر روی سطح اتصال ازویفر SiCروی بشقاب داغ خشک شد.

کاغذ گرافیتی وویفر SiC(سطح پیوند رو به پایین) از پایین به بالا چیده شده و در کوره پرس گرم کریستال بذر قرار داده شد. پرس گرم طبق فرآیند پرس داغ از پیش تعیین شده انجام شد. شکل 6 سطح کریستال بذر را پس از فرآیند رشد نشان می دهد. مشاهده می شود که سطح کریستال بذر صاف و بدون هیچ نشانه ای از لایه لایه است که نشان می دهد کریستال های دانه SiC تهیه شده در این تحقیق دارای کیفیت خوب و لایه پیوندی متراکم هستند.

نتیجه گیری
با توجه به روش‌های باندینگ و آویزان فعلی برای تثبیت کریستال بذر، یک روش ترکیبی باندینگ و آویزان پیشنهاد شد. این مطالعه بر روی تهیه فیلم کربن وویفرفرآیند پیوند کاغذ گرافیت برای این روش مورد نیاز است که منجر به نتایج زیر می شود:

ویسکوزیته چسب مورد نیاز برای فیلم کربن روی ویفر باید 100 mPa·s با دمای کربنیزاسیون ≥600 درجه سانتیگراد باشد. محیط کربنیزاسیون بهینه یک اتمسفر محافظت شده با آرگون است. اگر در شرایط خلاء انجام شود، درجه خلاء باید ≤1 Pa باشد.

هر دو فرآیند کربنیزاسیون و باندینگ نیاز به پخت در دمای پایین کربنیزاسیون و چسب های باندینگ روی سطح ویفر دارند تا گازها را از چسب خارج کنند و از پوسته شدن و نقص های خالی در لایه پیوند در طول کربنیزاسیون جلوگیری کنند.

چسب پیوند برای کاغذ ویفر/گرافیت باید دارای ویسکوزیته 25 mPa·s با فشار پیوند ≥15 کیلو نیوتن باشد. در طول فرآیند پیوند، دما باید به آرامی در محدوده دمای پایین (<120 درجه سانتیگراد) در مدت تقریباً 1.5 ساعت افزایش یابد. راستی‌آزمایی رشد کریستال SiC تأیید کرد که کریستال‌های دانه SiC آماده‌شده شرایط لازم برای رشد کریستال SiC با کیفیت بالا، با سطوح کریستال دانه‌ای صاف و بدون رسوب را برآورده می‌کنند.