Жарым өткөргүчтүү электр приборлору энергетикалык электрондук системаларда негизги орунду ээлейт, айрыкча жасалма интеллект, 5G байланышы жана жаңы энергетикалык унаалар сыяктуу технологиялардын тез өнүгүүсүнүн шартында аларга карата иштөө талаптары жакшыртылды.
Кремний карбиди(4H-SiC) кең диапазон, жогорку жылуулук өткөрүмдүүлүк, жогорку бузулуу талаасынын күчү, каныккан дрейфтин жогорку ылдамдыгы, химиялык туруктуулук жана радиацияга каршылык сыяктуу артыкчылыктарынан улам жогорку натыйжалуу жарым өткөргүчтүү электр түзүлүштөрүн өндүрүү үчүн идеалдуу материал болуп калды. Бирок, 4H-SiC жогорку катуулук, жогорку морттук, күчтүү химиялык инерттүүлүк жана жогорку кайра иштетүү кыйынчылыгы бар. Анын субстрат пластинкасынын бетинин сапаты чоң масштабдагы түзмөк колдонмолору үчүн өтө маанилүү.
Ошондуктан, 4H-SiC субстрат пластинкаларынын бетинин сапатын жакшыртуу, өзгөчө пластинкаларды иштетүү бетиндеги бузулган катмарды алып салуу, натыйжалуу, аз коромжуга учураган жана жогорку сапаттагы 4H-SiC субстрат пластинкасын кайра иштетүүгө жетишүүнүн ачкычы болуп саналат.
Эксперимент
Экспериментте 4 дюймдук N-типтеги 4H-SiC куймасын физикалык бууларды ташуу ыкмасы менен өстүрүү колдонулат, ал зым кесүү, майдалоо, орой майдалоо, майда майдалоо жана жылмалоо аркылуу иштетилет жана C бетинин жана Si бетинин алып салуу калыңдыгын жазат. жана ар бир процессте акыркы пластинка калыңдыгы.
1-сүрөт 4H-SiC кристалл структурасынын схемалык диаграммасы
2-сүрөт Калыңдыгы 4H-тин C жана Si-тараптарынан алынганSiC вафлиар кандай кайра иштетүү кадамдары жана кайра иштетүү кийин пластинка жоондугу кийин
Вафлидин калыңдыгы, бетинин морфологиясы, бүдүрлүүлүгү жана механикалык касиеттери вафли геометриясынын параметрин текшергич, дифференциалдык интерференция микроскобу, атомдук күч микроскобу, беттик тегиздикти өлчөөчү аспап жана наноиндентер менен толук мүнөздөлгөн. Мындан тышкары, пластинанын кристаллдык сапатын баалоо үчүн жогорку резолюциядагы рентген дифрактометри колдонулган.
Бул эксперименталдык кадамдар жана сыноо ыкмалары 4H- иштетүү учурунда материалды алып салуу ылдамдыгын жана бетинин сапатын изилдөө үчүн толук техникалык колдоо көрсөтөт.SiC вафли.
Эксперимент аркылуу изилдөөчүлөр материалды алып салуу ылдамдыгынын (MRR), беттин морфологиясынын жана бүдүрлүүлүгүнүн, ошондой эле механикалык касиеттеринин жана кристаллдык сапатынын 4H-SiC вафлиар кандай иштетүү баскычтарында (зым кесүү, майдалоо, орой майдалоо, майда майдалоо, жылмалоо).
3-сүрөт C-бетинин жана 4H-нын Si-бетинин материалды алып салуу ылдамдыгыSiC вафлиар кандай иштетүү баскычтарында
Изилдөө 4H-SiC ар кандай кристаллдык беттеринин механикалык касиеттеринин анизотропиясынан улам, ошол эле процесстин алкагында C-бети менен Si-бетинин ортосунда MRR айырмасы бар экенин жана C-бетинин MRRи бир кыйла жогору экени аныкталган. Си-беттеги. Кайра иштетүү кадамдарынын илгерилеиши менен 4H-SiC пластинкаларынын бетинин морфологиясы жана оройлугу акырындык менен оптималдаштырылат. Жылмалоодон кийин, C-бетинин Ra 0,24 нм, ал эми Si-бетинин Ra 0,14 нмге жетет, бул эпитаксиалдык өсүштүн муктаждыктарын канааттандыра алат.
4-сүрөт 4H-SiC пластинкасынын С бетинин (a~e) жана Si бетинин (f~j) оптикалык микроскоптун сүрөттөрү ар кандай иштетүү кадамдарынан кийин
Сүрөт 5 CLP, FLP жана CMP иштетүү кадамдарынан кийин 4H-SiC пластинкасынын C бетинин (a~c) жана Si бетинин (d~f) атомдук күч микроскопунун сүрөттөрү
6-сүрөт (а) ийкемдүү модулу жана (б) ар кандай иштетүү кадамдарынан кийин 4H-SiC пластинкасынын C бетинин жана Si бетинин катуулугу
Механикалык касиет сыналышы пластинанын С бетинин Si беттик материалына караганда начар катуулугун, кайра иштетүү учурунда морттук сынуу даражасын, материалды тезирээк кетирүүнү жана салыштырмалуу начар беттик морфологияны жана бүдүрлүктү көрсөтөт. Иштелген беттеги бузулган катмарды алып салуу пластинанын беттик сапатын жакшыртуунун ачкычы болуп саналат. 4H-SiC (0004) термелүү ийри сызыгынын жарым бийиктигинин туурасы пластинанын беттик зыян катмарын интуитивдик жана так мүнөздөөгө жана талдоо үчүн колдонулушу мүмкүн.
7-сүрөт (0004) ар кандай иштетүү кадамдарынан кийин 4H-SiC пластинкасынын C-бетинин жана Si-бетинин жарым кеңдигиндеги солкулдаган ийри сызыгы
Изилдөөнүн натыйжалары пластинанын беттик зыян катмарын 4H-SiC пластинкасын иштетүүдөн кийин акырындык менен жок кылынышы мүмкүн экенин көрсөтүп турат, бул пластинанын беттик сапатын натыйжалуу жакшыртат жана жогорку эффективдүү, аз жоготууга жана жогорку сапаттагы иштетүүгө техникалык маалымдама берет. 4H-SiC субстрат пластинкаларынын.
Изилдөөчүлөр 4H-SiC пластинкаларын зым кесүү, майдалоо, орой майдалоо, майда майдалоо жана жылтыратуу сыяктуу ар кандай кайра иштетүү кадамдары аркылуу иштетип, бул процесстердин пластинанын бетинин сапатына тийгизген таасирин изилдешти.
Натыйжалар кайра иштетүү баскычтарынын илгерилеиши менен пластинанын бетинин морфологиясы жана бүдүрлүүлүгү акырындык менен оптималдашканын көрсөтүп турат. Жылмалоодон кийин C-бетинин жана Si-бетинин оройлугу 0,24нм жана 0,14нмге жетет, бул эпитаксиалдык өсүштүн талаптарына жооп берет. Вафлидин С-бети Si-бетинин материалына караганда начар катуураак жана кайра иштетүү учурунда морттук сынууга көбүрөөк жакын, натыйжада беттин морфологиясы жана бүдүрлүүлүгү салыштырмалуу начар болот. Иштелип чыккан беттин зыяндуу катмарын алып салуу пластинанын беттик сапатын жакшыртуунун ачкычы болуп саналат. 4H-SiC (0004) термелүү ийри сызыгынын жарым кеңдиги пластинанын беттик зыян катмарын интуитивдик жана так мүнөздөй алат.
Изилдөөлөр көрсөткөндөй, 4H-SiC пластинкасынын бетиндеги бузулган катмар акырындык менен 4H-SiC пластинкасын кайра иштетүү аркылуу жок кылынышы мүмкүн, вафлидин беттик сапатын эффективдүү жакшыртат, жогорку эффективдүүлүк, аз жоготуу жана жогорку сапат үчүн техникалык маалымдама менен камсыз кылуу. 4H-SiC субстрат пластинкаларын сапаттуу иштетүү.
Посттун убактысы: 2024-08-08