Yarimo'tkazgichli quvvat qurilmalari energiya elektron tizimlarida asosiy o'rinni egallaydi, ayniqsa sun'iy intellekt, 5G aloqa va yangi energiya vositalari kabi texnologiyalarning jadal rivojlanishi sharoitida ular uchun ishlash talablari yaxshilandi.
Silikon karbid(4H-SiC) keng tarmoqli oralig'i, yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi, yuqori parchalanish maydoni kuchi, yuqori to'yinganlik drift tezligi, kimyoviy barqarorlik va radiatsiya qarshiligi kabi afzalliklari tufayli yuqori samarali yarimo'tkazgichli quvvat qurilmalarini ishlab chiqarish uchun ideal materialga aylandi. Biroq, 4H-SiC yuqori qattiqlik, yuqori mo'rtlik, kuchli kimyoviy inertlik va yuqori ishlov berish qiyinligiga ega. Uning substratli gofretning sirt sifati keng ko'lamli qurilmalar uchun juda muhimdir.
Shu sababli, 4H-SiC substrat gofretlarining sirt sifatini yaxshilash, ayniqsa gofretni qayta ishlash yuzasida shikastlangan qatlamni olib tashlash, samarali, kam yo'qotish va yuqori sifatli 4H-SiC substrat gofretni qayta ishlashga erishishning kalitidir.
Tajriba
Tajribada fizik bug 'tashuv usuli bilan yetishtirilgan 4 dyuymli N-tipli 4H-SiC ingot ishlatiladi, u simni kesish, silliqlash, qo'pol silliqlash, nozik silliqlash va parlatish orqali qayta ishlanadi va C sirtini va Si sirtini olib tashlash qalinligini qayd qiladi. va har bir jarayonda oxirgi gofret qalinligi.
1-rasm 4H-SiC kristall strukturasining sxematik diagrammasi
Shakl 2. Qalinligi 4H-ning C va Si tomonidan olib tashlanganSiC gofretiqayta ishlashdan keyin turli xil ishlov berish bosqichlari va gofret qalinligidan keyin
Gofretning qalinligi, sirt morfologiyasi, pürüzlülüğü va mexanik xususiyatlari gofret geometriyasi parametrlarini tekshirgich, differentsial interferentsiya mikroskopi, atom kuchi mikroskopi, sirt pürüzlülüğünü o'lchash asbobi va nanoindenter bilan to'liq tavsiflangan. Bundan tashqari, gofretning kristal sifatini baholash uchun yuqori aniqlikdagi rentgen difraktometri ishlatilgan.
Ushbu eksperimental bosqichlar va sinov usullari 4H-ni qayta ishlash jarayonida materialni olib tashlash tezligi va sirt sifatini o'rganish uchun batafsil texnik yordam beradi.SiC gofretlari.
Tajribalar orqali tadqiqotchilar materialni olib tashlash tezligi (MRR), sirt morfologiyasi va pürüzlülüğündeki o'zgarishlarni, shuningdek, 4H-ning mexanik xususiyatlari va kristal sifatini tahlil qildilar.SiC gofretlariturli xil ishlov berish bosqichlarida (simlarni kesish, silliqlash, qo'pol silliqlash, nozik silliqlash, parlatish).
3-rasm. 4H-ning C-yuzining va Si-yuzining materialni olib tashlash tezligiSiC gofretiturli xil qayta ishlash bosqichlarida
Tadqiqot shuni ko'rsatdiki, 4H-SiC ning turli kristall yuzlarining mexanik xususiyatlarining anizotropiyasi tufayli bir xil jarayon ostida C-yuzi va Si-yuzi o'rtasida MRRda farq bor va C-yuzning MRR darajasi sezilarli darajada yuqori. Si-yuz. Qayta ishlash bosqichlarining rivojlanishi bilan 4H-SiC gofretlarining sirt morfologiyasi va pürüzlülüğü asta-sekin optimallashtiriladi. Cilalangandan so'ng, C-yuzning Ra 0,24 nm, Si-yuzning Ra esa 0,14 nm ga etadi, bu epitaksial o'sish ehtiyojlarini qondira oladi.
4-rasm Turli xil ishlov berish bosqichlaridan keyin 4H-SiC gofretining C yuzasi (a~e) va Si yuzasi (f~j) ning optik mikroskop tasvirlari
5-rasm CLP, FLP va CMP ishlov berish bosqichlaridan keyin 4H-SiC gofretning C yuzasi (a~c) va Si yuzasi (d~f)ning atom kuchi mikroskopidagi tasvirlari
6-rasm (a) elastik modul va (b) turli xil ishlov berish bosqichlaridan so'ng 4H-SiC gofretning C yuzasi va Si yuzasining qattiqligi
Mexanik xususiyat testi shuni ko'rsatadiki, gofretning C yuzasi Si sirt materialiga qaraganda yomonroq qattiqlikka ega, ishlov berish jarayonida ko'proq mo'rt sinish, tezroq materialni olib tashlash va nisbatan past morfologiya va pürüzlülük. Qayta ishlangan sirtdagi shikastlangan qatlamni olib tashlash gofretning sirt sifatini yaxshilashning kalitidir. 4H-SiC (0004) tebranish egri chizig'ining yarim balandlikdagi kengligi gofretning sirt shikastlanish qatlamini intuitiv va aniq tavsiflash va tahlil qilish uchun ishlatilishi mumkin.
7-rasm (0004) turli xil ishlov berish bosqichlaridan keyin 4H-SiC gofretning C-yuzi va Si-yuzining yarim kengligidagi tebranuvchi egri chizig'i
Tadqiqot natijalari shuni ko'rsatadiki, gofretning sirt shikastlanish qatlami 4H-SiC gofret bilan ishlov berishdan so'ng asta-sekin olib tashlanishi mumkin, bu gofretning sirt sifatini samarali ravishda yaxshilaydi va yuqori samarali, past yo'qotish va yuqori sifatli ishlov berish uchun texnik ma'lumotnoma beradi. 4H-SiC substratli gofretlardan iborat.
Tadqiqotchilar 4H-SiC gofretlarini simni kesish, silliqlash, qo'pol silliqlash, nozik silliqlash va parlatish kabi turli xil ishlov berish bosqichlari orqali qayta ishlashdi va bu jarayonlarning gofret sirt sifatiga ta'sirini o'rganishdi.
Natijalar shuni ko'rsatadiki, ishlov berish bosqichlarining rivojlanishi bilan gofretning sirt morfologiyasi va pürüzlülüğü asta-sekin optimallashtiriladi. Cilalangandan so'ng, C-yuz va Si-yuzning pürüzlülüğü mos ravishda 0,24 nm va 0,14 nm ga etadi, bu epitaksial o'sish talablariga javob beradi. Gofretning C-yuzi Si-yuzli materialga qaraganda past pishiqlikka ega va ishlov berish jarayonida mo'rt sinishga moyil bo'lib, bu nisbatan past morfologiya va sirt pürüzlülüğüne olib keladi. Qayta ishlangan sirtning sirt shikastlanish qatlamini olib tashlash gofretning sirt sifatini yaxshilashning kalitidir. 4H-SiC (0004) tebranish egri chizig'ining yarim kengligi gofretning sirt shikastlanish qatlamini intuitiv va aniq tavsiflashi mumkin.
Tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, 4H-SiC gofretlari yuzasida shikastlangan qatlam asta-sekin 4H-SiC gofret bilan ishlov berish orqali olib tashlanishi mumkin, bu gofretning sirt sifatini samarali ravishda yaxshilaydi, yuqori samaradorlik, kam yo'qotish va yuqori darajadagi texnik ma'lumotni taqdim etadi. 4H-SiC substratli gofretlarni sifatli qayta ishlash.
Xabar vaqti: 2024 yil 08-iyul