Aparèy pouvwa Semiconductor okipe yon pozisyon debaz nan sistèm elektwonik pouvwa, espesyalman nan yon kontèks devlopman rapid nan teknoloji tankou entèlijans atifisyèl, kominikasyon 5G ak machin enèji nouvo, kondisyon yo pèfòmans yo te amelyore.
Silisyòm carbure(4H-SiC) te vin tounen yon materyèl ideyal pou fabrikasyon segondè-pèfòmans aparèy pouvwa semi-conducteurs akòz avantaj li yo tankou bandgap lajè, segondè konduktiviti tèmik, gwo fòs dekonpozisyon jaden, pousantaj segondè saturation drift, estabilite chimik ak rezistans radyasyon. Sepandan, 4H-SiC gen gwo dite, gwo brittleness, fò inertness chimik, ak gwo difikilte pou pwosesis. Bon jan kalite sifas nan wafer substra li yo enpòtan anpil pou aplikasyon pou aparèy gwo echèl.
Se poutèt sa, amelyore kalite sifas 4H-SiC substra wafers, espesyalman retire kouch ki domaje sou sifas pwosesis wafer la, se kle nan reyalize efikas, ki ba-pèt ak bon jan kalite pwosesis 4H-SiC substrate wafer.
Eksperyans
Eksperyans lan sèvi ak yon 4-pous N-tip 4H-SiC ingot grandi pa metòd transpò vapè fizik, ki trete nan koupe fil, fanm k'ap pile, fanm k'ap pile ki graj, amann fanm k'ap pile ak polisaj, epi li anrejistre epesè nan retire nan sifas C a ak sifas Si. ak epesè wafer final la nan chak pwosesis.
Figi 1 Dyagram chematik estrikti kristal 4H-SiC
Figi 2 epesè retire nan C-side ak Si-side nan 4H-SiC waferapre diferan etap pwosesis ak epesè nan wafer apre pwosesis
Epesè, mòfoloji sifas, brutality ak pwopriyete mekanik wafer la te konplètman karakterize pa tèsteur paramèt wafer jeyometri, mikwoskòp entèferans diferans, mikwoskòp fòs atomik, enstriman mezi sifas irwote ak nanoindenter. Anplis de sa, yo te itilize difractomèt radyografi wo rezolisyon pou evalye bon jan kalite kristal wafer la.
Etap eksperimantal sa yo ak metòd tès yo bay sipò teknik detaye pou etidye pousantaj retire materyèl ak bon jan kalite sifas pandan pwosesis 4H-SiC wafers.
Atravè eksperyans, chèchè yo analize chanjman ki fèt nan to retire materyèl (MRR), mòfoloji sifas ak brutality, osi byen ke pwopriyete mekanik ak bon jan kalite kristal nan 4H-SiC wafersnan diferan etap pwosesis (koupe fil, fanm k'ap pile, fanm k'ap pile ki graj, amann fanm k'ap pile, polisaj).
Figi 3 Pousantaj retire materyèl nan C-fas ak Si-fas nan 4H-SiC wafernan diferan etap pwosesis
Etid la te jwenn ke akòz anisotropi pwopriyete mekanik diferan figi kristal nan 4H-SiC, gen yon diferans nan MRR ant C-fas ak Si-fas anba menm pwosesis la, ak MRR nan C-fas siyifikativman pi wo pase sa ki nan Si-fas. Avèk avansman etap pwosesis yo, mòfoloji sifas la ak brutality wafers 4H-SiC yo piti piti optimize. Apre polisaj, Ra nan C-fas se 0.24nm, ak Ra nan Si-fas rive nan 0.14nm, ki ka satisfè bezwen yo nan kwasans epitaxial.
Figi 4 Imaj mikwoskòp optik sifas C (a~e) ak sifas Si (f~j) wafer 4H-SiC apre diferan etap pwosesis.
Figi 5 Imaj mikwoskòp fòs atomik sifas C (a~c) ak sifas Si (d~f) wafer 4H-SiC apre etap pwosesis CLP, FLP ak CMP.
Figi 6 (a) modil elastik ak (b) dite sifas C ak sifas Si nan wafer 4H-SiC apre diferan etap pwosesis.
Tès la pwopriyete mekanik montre ke sifas C nan wafer la gen pi pòv severite pase materyèl la sifas Si, yon degre pi gwo nan ka zo kase frajil pandan pwosesis, pi vit retire materyèl, ak mòfoloji sifas relativman pòv ak brutality. Retire kouch ki domaje sou sifas trete a se kle pou amelyore kalite sifas wafer la. Lajè demi-wotè koub baskil 4H-SiC (0004) ka itilize pou entwitif ak presizyon karakterize ak analize kouch domaj sifas wafer la.
Figi 7 (0004) koub balanse mwatye lajè nan C-fas la ak Si-fas nan wafer 4H-SiC apre diferan etap pwosesis.
Rezilta rechèch yo montre ke kouch domaj sifas wafer la ka piti piti retire apre pwosesis wafer 4H-SiC, ki efektivman amelyore kalite sifas wafer la epi li bay yon referans teknik pou pwosesis wo-efikasite, ba-pèt ak-wo kalite. nan gauf substra 4H-SiC.
Chèchè yo te trete wafers 4H-SiC atravè etap pwosesis diferan tankou koupe fil, fanm k'ap pile, fanm k'ap pile ki graj, amann fanm k'ap pile ak polisaj, epi etidye efè yo nan pwosesis sa yo sou bon jan kalite a sifas nan wafer la.
Rezilta yo montre ke ak avansman etap pwosesis yo, mòfoloji sifas la ak brutality wafer la piti piti optimize. Apre polisaj, brutality nan C-fas la ak Si-fas rive nan 0.24nm ak 0.14nm respektivman, ki satisfè kondisyon ki nan kwasans epitaxial. C-fas wafer la gen pi pòv severite pase materyèl Si-fas la, epi li gen plis tandans fè ka zo kase frajil pandan pwosesis la, sa ki lakòz mòfoloji sifas relativman pòv ak brutality. Retire kouch domaj sifas nan sifas trete a se kle nan amelyore kalite sifas wafer la. Mwatye lajè 4H-SiC (0004) koub dodine a ka entwitif ak presizyon karakterize kouch domaj sifas wafer la.
Rechèch montre ke kouch ki domaje sou sifas 4H-SiC wafers ka piti piti retire nan pwosesis 4H-SiC wafer, efektivman amelyore kalite sifas wafer la, bay yon referans teknik pou wo-efikasite, ba-pèt, ak segondè- bon jan kalite pwosesis nan 4H-SiC substra wafers.
Lè poste: 08-Jul-2024