Silicon carbide (SiC)ວັດສະດຸມີຄວາມໄດ້ປຽບຂອງ bandgap ກ້ວາງ, ການນໍາຄວາມຮ້ອນສູງ, ຄວາມເຂັ້ມແຂງພາກສະຫນາມ breakdown ທີ່ສໍາຄັນ, ແລະຄວາມໄວພຽງການລອຍລົມອິເລັກຕອນທີ່ອີ່ມຕົວສູງ, ເຮັດໃຫ້ມັນມີແນວໂນ້ມສູງໃນຂົງເຂດການຜະລິດ semiconductor. SiC ໄປເຊຍກັນດຽວແມ່ນຜະລິດໂດຍທົ່ວໄປໂດຍຜ່ານວິທີການຂົນສົ່ງ vapor ທາງດ້ານຮ່າງກາຍ (PVT). ຂັ້ນຕອນສະເພາະຂອງວິທີການນີ້ປະກອບດ້ວຍການວາງຝຸ່ນ SiC ຢູ່ລຸ່ມສຸດຂອງ crucible graphite ແລະວາງໄປເຊຍກັນແກ່ນ SiC ຢູ່ເທິງສຸດຂອງ crucible ໄດ້. ກຣາຟcrucibleຖືກໃຫ້ຄວາມຮ້ອນກັບອຸນຫະພູມ sublimation ຂອງ SiC, ເຮັດໃຫ້ຝຸ່ນ SiC ທໍາລາຍເປັນສານໄລຍະ vapor ເຊັ່ນ Si vapor, Si2C, ແລະ SiC2. ພາຍໃຕ້ອິດທິພົນຂອງ gradient ອຸນຫະພູມຕາມແກນ, ສານ vaporized ເຫຼົ່ານີ້ sublimate ກັບເທິງຂອງ crucible ແລະ condense ເທິງຫນ້າດິນຂອງໄປເຊຍກັນ SiC, crystallizing ເປັນໄປເຊຍກັນ SiC ດຽວ.
ໃນປັດຈຸບັນ, ເສັ້ນຜ່າກາງຂອງໄປເຊຍກັນແກ່ນທີ່ໃຊ້ໃນSiC ການຂະຫຍາຍຕົວໄປເຊຍກັນດຽວຕ້ອງການກົງກັບເສັ້ນຜ່າສູນກາງໄປເຊຍກັນ. ໃນລະຫວ່າງການເຕີບໃຫຍ່, ແກ່ນຂອງເມັດໄດ້ຖືກສ້ອມແຊມໃສ່ບ່ອນເກັບແກ່ນຢູ່ເທິງສຸດຂອງ crucible ໂດຍໃຊ້ກາວ. ແນວໃດກໍ່ຕາມ, ວິທີການແກ້ໄຂແກ່ນກາວນີ້ສາມາດນໍາໄປສູ່ບັນຫາຕ່າງໆເຊັ່ນ: ຊ່ອງຫວ່າງໃນຊັ້ນກາວເນື່ອງຈາກປັດໃຈເຊັ່ນ: ຄວາມແມ່ນຍໍາຂອງຫນ້າດິນຂອງເມັດແລະຄວາມເປັນເອກະພາບຂອງການເຄືອບກາວ, ເຊິ່ງສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມບົກພ່ອງຂອງຫົກຫລ່ຽມ. ເຫຼົ່ານີ້ລວມມີການປັບປຸງຄວາມຮາບພຽງຂອງແຜ່ນ graphite, ເພີ່ມຄວາມເປັນເອກະພາບຂອງຄວາມຫນາຂອງຊັ້ນກາວ, ແລະເພີ່ມຊັ້ນ buffer ທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນ. ເຖິງວ່າຈະມີຄວາມພະຍາຍາມເຫຼົ່ານີ້, ຍັງມີບັນຫາກ່ຽວກັບຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງຊັ້ນຫນຽວ, ແລະມີຄວາມສ່ຽງຕໍ່ການ detachment ໄປເຊຍກັນຂອງເມັດ. ໂດຍການຮັບຮອງເອົາວິທີການຂອງພັນທະບັດwaferເພື່ອ graphite ເຈ້ຍແລະ overlapping ມັນຢູ່ເທິງສຸດຂອງ crucible ໄດ້, ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງຊັ້ນກາວສາມາດໄດ້ຮັບການປັບປຸງ, ແລະການ detachment ຂອງ wafer ສາມາດປ້ອງກັນໄດ້.
1. ໂຄງການທົດລອງ:
wafers ທີ່ໃຊ້ໃນການທົດລອງແມ່ນມີຢູ່ໃນການຄ້າ6 ນິ້ວ N-type SiC wafers. Photoresist ຖືກນໍາໃຊ້ໂດຍໃຊ້ເຄື່ອງເຄືອບຫມຸນ. ການຍຶດຕິດແມ່ນບັນລຸໄດ້ໂດຍໃຊ້ເຕົາອົບທີ່ມີຄວາມຮ້ອນຂອງເມັດທີ່ພັດທະນາດ້ວຍຕົນເອງ.
1.1 ຮູບແບບການສ້ອມແຊມ Crystal ແກ່ນ:
ໃນປັດຈຸບັນ, ໂຄງການການຍຶດຕິດໄປເຊຍກັນຂອງເມັດ SiC ສາມາດແບ່ງອອກເປັນສອງປະເພດ: ປະເພດກາວແລະປະເພດ suspension.
ໂຄງການປະເພດຂອງກາວ (ຮູບທີ 1): ນີ້ກ່ຽວຂ້ອງກັບການເຊື່ອມຕໍ່SiC waferໃສ່ແຜ່ນ graphite ທີ່ມີຊັ້ນຂອງເຈ້ຍ graphite ເປັນຊັ້ນ buffer ເພື່ອກໍາຈັດຊ່ອງຫວ່າງລະຫວ່າງSiC waferແລະແຜ່ນ graphite. ໃນການຜະລິດຕົວຈິງ, ຄວາມເຂັ້ມແຂງຜູກມັດລະຫວ່າງກະດາດ graphite ແລະແຜ່ນ graphite ແມ່ນອ່ອນເພຍ, ນໍາໄປສູ່ການ detachment crystal ແກ່ນເລື້ອຍໆໃນໄລຍະຂະບວນການການຂະຫຍາຍຕົວທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງ, ເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມລົ້ມເຫຼວຂອງການເຕີບໂຕ.
ໂຄງການປະເພດ Suspension (ຮູບ 2): ໂດຍປົກກະຕິ, ຮູບເງົາຄາບອນທີ່ຫນາແຫນ້ນແມ່ນຖືກສ້າງຂຶ້ນໃນດ້ານການຜູກມັດຂອງ SiC wafer ໂດຍໃຊ້ວິທີການກາວກາກບອນຫຼືການເຄືອບ. ໄດ້SiC waferຫຼັງຈາກນັ້ນ, ໄດ້ຖືກຍຶດລະຫວ່າງສອງແຜ່ນ graphite ແລະວາງຢູ່ເທິງສຸດຂອງ graphite crucible, ຮັບປະກັນຄວາມຫມັ້ນຄົງໃນຂະນະທີ່ແຜ່ນກາກບອນປົກປ້ອງ wafer. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ການສ້າງຮູບເງົາຄາບອນໂດຍຜ່ານການເຄືອບແມ່ນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍແລະບໍ່ເຫມາະສົມສໍາລັບການຜະລິດອຸດສາຫະກໍາ. ວິທີການຄາບອນກາວໃຫ້ຜົນຜະລິດທີ່ມີຄຸນນະພາບຂອງຮູບເງົາຄາບອນທີ່ບໍ່ສອດຄ່ອງ, ເຮັດໃຫ້ມັນຍາກທີ່ຈະໄດ້ຮັບຮູບເງົາກາກບອນທີ່ມີຄວາມຫນາແຫນ້ນຢ່າງສົມບູນດ້ວຍການຍຶດຕິດກັບທີ່ເຂັ້ມແຂງ. ນອກຈາກນັ້ນ, ການຍຶດແຜ່ນ graphite ຫຼຸດຜ່ອນພື້ນທີ່ການຂະຫຍາຍຕົວທີ່ມີປະສິດທິພາບຂອງ wafer ໂດຍການຂັດຂວາງບາງສ່ວນຂອງຫນ້າດິນຂອງມັນ.
ອີງຕາມສອງໂຄງການຂ້າງເທິງນີ້, ໂຄງການການຍຶດຕິດໃຫມ່ແລະການຊ້ອນກັນໄດ້ຖືກສະເຫນີ (ຮູບ 3):
ຮູບເງົາຄາບອນທີ່ມີຄວາມຫນາແຫນ້ນແມ່ນຖືກສ້າງຂຶ້ນໃນດ້ານການເຊື່ອມຂອງ wafer SiC ໂດຍໃຊ້ວິທີການກາວກາກບອນ, ຮັບປະກັນບໍ່ມີການຮົ່ວໄຫຼຂອງແສງສະຫວ່າງຂະຫນາດໃຫຍ່ພາຍໃຕ້ການສະຫວ່າງ.
SiC wafer ທີ່ປົກຄຸມດ້ວຍຟິມຄາບອນຖືກຜູກມັດກັບກະດາດກາຟ, ໂດຍດ້ານການຜູກມັດແມ່ນດ້ານຂອງຮູບເງົາຄາບອນ. ຊັ້ນກາວຄວນປາກົດເປັນສີດໍາເທົ່າທຽມກັນພາຍໃຕ້ແສງສະຫວ່າງ.
ເຈ້ຍ graphite ແມ່ນ clamped ໂດຍແຜ່ນ graphite ແລະ supended ຂ້າງເທິງ graphite crucible ສໍາລັບການຂະຫຍາຍຕົວໄປເຊຍກັນ.
1.2 ກາວ:
ຄວາມຫນືດຂອງ photoresist ມີຜົນກະທົບຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຕໍ່ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງຮູບເງົາ. ໃນຄວາມໄວ spin ດຽວກັນ, viscosity ຕ່ໍາເຮັດໃຫ້ຮູບເງົາກາວບາງລົງແລະເປັນເອກະພາບຫຼາຍ. ດັ່ງນັ້ນ, photoresist ທີ່ມີຄວາມຫນືດຕ່ໍາໄດ້ຖືກເລືອກພາຍໃນຄວາມຕ້ອງການຂອງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ.
ໃນລະຫວ່າງການທົດລອງ, ມັນພົບວ່າຄວາມຫນືດຂອງກາວກາກບອນມີຜົນກະທົບຕໍ່ຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງພັນທະບັດລະຫວ່າງແຜ່ນກາກບອນແລະ wafer. ຄວາມຫນືດສູງເຮັດໃຫ້ມັນຍາກທີ່ຈະສະຫມັກຂໍເອົາເຄື່ອງປັ່ນປ່ວນແບບດຽວກັນ, ໃນຂະນະທີ່ຄວາມຫນືດຕ່ໍາເຮັດໃຫ້ຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງຄວາມຜູກພັນທີ່ອ່ອນແອ, ນໍາໄປສູ່ການແຕກຂອງຮູບເງົາຄາບອນໃນລະຫວ່າງຂະບວນການຜູກມັດຕໍ່ມາເນື່ອງຈາກການໄຫຼຂອງກາວແລະຄວາມກົດດັນພາຍນອກ. ໂດຍຜ່ານການຄົ້ນຄວ້າທົດລອງ, ຄວາມຫນືດຂອງກາວກາກບອນໄດ້ຖືກກໍານົດເປັນ 100 mPa·s, ແລະຄວາມຫນືດຂອງກາວຂອງພັນທະບັດໄດ້ຖືກກໍານົດເປັນ 25 mPa·s.
1.3 ເຄື່ອງດູດຝຸ່ນເຮັດວຽກ:
ຂະບວນການສ້າງຮູບເງົາຄາບອນຢູ່ໃນ wafer SiC ກ່ຽວຂ້ອງກັບການເຮັດໃຫ້ຊັ້ນກາວຂອງຄາບອນຢູ່ໃນພື້ນຜິວ SiC wafer, ເຊິ່ງຕ້ອງໄດ້ປະຕິບັດໃນສູນຍາກາດຫຼື argon-protected. ຜົນໄດ້ຮັບຈາກການທົດລອງສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າສະພາບແວດລ້ອມທີ່ມີການປົກປ້ອງ argon ແມ່ນເອື້ອອໍານວຍໃຫ້ແກ່ການສ້າງຮູບເງົາຄາບອນຫຼາຍກ່ວາສະພາບແວດລ້ອມສູນຍາກາດສູງ. ຖ້າໃຊ້ສະພາບແວດລ້ອມສູນຍາກາດ, ລະດັບສູນຍາກາດຄວນຈະ ≤1 Pa.
ຂະບວນການຜູກມັດເມັດ SiC ກ່ຽວຂ້ອງກັບການຜູກມັດ SiC wafer ກັບແຜ່ນ graphite / ເຈ້ຍ graphite. ພິຈາລະນາຜົນກະທົບຂອງການເຊາະເຈື່ອນຂອງອົກຊີເຈນໃນວັດສະດຸ graphite ຢູ່ໃນອຸນຫະພູມສູງ, ຂະບວນການນີ້ຈໍາເປັນຕ້ອງໄດ້ດໍາເນີນພາຍໃຕ້ສະພາບສູນຍາກາດ. ຜົນກະທົບຂອງລະດັບສູນຍາກາດທີ່ແຕກຕ່າງກັນກ່ຽວກັບຊັ້ນກາວໄດ້ຖືກສຶກສາ. ຜົນການທົດລອງໄດ້ສະແດງຢູ່ໃນຕາຕະລາງ 1. ສາມາດເຫັນໄດ້ວ່າພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂສູນຍາກາດຕ່ໍາ, ໂມເລກຸນອົກຊີໃນອາກາດບໍ່ໄດ້ຖືກໂຍກຍ້າຍອອກຫມົດ, ເຮັດໃຫ້ຊັ້ນຫນຽວບໍ່ສົມບູນ. ເມື່ອລະດັບສູນຍາກາດຕໍ່າກວ່າ 10 Pa, ຜົນກະທົບຂອງການເຊາະເຈື່ອນຂອງໂມເລກຸນອົກຊີໃນຊັ້ນກາວແມ່ນຫຼຸດລົງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ເມື່ອລະດັບສູນຍາກາດຕໍ່າກວ່າ 1 Pa, ຜົນກະທົບຂອງການເຊາະເຈື່ອນຈະຖືກລົບລ້າງຫມົດ.
ເວລາປະກາດ: 11-06-2024