Semikonduktaĵo-potencaj aparatoj okupas kernan pozicion en potencaj elektronikaj sistemoj, precipe en la kunteksto de la rapida disvolviĝo de teknologioj kiel artefarita inteligenteco, 5G-komunikadoj kaj novaj energiaj veturiloj, la agado-postuloj por ili estis plibonigitaj.
Silicia karbido(4H-SiC) fariĝis ideala materialo por fabrikado de alt-efikecaj duonkonduktaĵoj-potencaj aparatoj pro ĝiaj avantaĝoj kiel larĝa bandgap, alta termika kondukteco, alta rompokampa forto, alta saturiĝa drivo-rapideco, kemia stabileco kaj radiada rezisto. Tamen, 4H-SiC havas altan malmolecon, altan fragilecon, fortan kemian inertecon kaj altan pretigan malfacilecon. La surfackvalito de sia substratoblato estas decida por grandskalaj aparataplikoj.
Sekve, plibonigi la surfacan kvaliton de 4H-SiC-substrataj oblatoj, precipe forigi la difektitan tavolon sur la oblatpretigsurfaco, estas la ŝlosilo por atingi efikan, malalt-perdan kaj altkvalitan 4H-SiC-substratan pretigan prilaboradon.
Eksperimento
La eksperimento uzas 4-colan N-tipan 4H-SiC ingoton kreskigitan per fizika vaportransportmetodo, kiu estas prilaborita per drattranĉado, muelado, malglata muelado, fajna muelado kaj polurado, kaj registras la forigan dikecon de la C-surfaco kaj Si-surfaco. kaj la fina oblatodikeco en ĉiu procezo.
Figuro 1 Skema diagramo de 4H-SiC kristala strukturo
Figuro 2 Dikeco forigita de C-flanko kaj Si-flanko de 4H-SiC-oblatopost malsamaj pretigaj paŝoj kaj dikeco de oblato post prilaborado
La dikeco, surfaca morfologio, malglateco kaj mekanikaj propraĵoj de la oblato estis plene karakterizitaj per oblata geometria parametrotestilo, diferenciga interfermikroskopo, atomforta mikroskopo, surfaca krudeco-mezurilo kaj nanoindentor. Krome, alt-rezolucia Rentgenfota difraktometro estis uzita por analizi la kristalkvaliton de la oblato.
Ĉi tiuj eksperimentaj paŝoj kaj testaj metodoj provizas detalan teknikan subtenon por studi la materialan forigan indicon kaj surfacan kvaliton dum la prilaborado de 4H-SiC-oblatoj.
Per eksperimentoj, la esploristoj analizis la ŝanĝojn en materiala forigo-rapideco (MRR), surfaca morfologio kaj malglateco, same kiel mekanikaj trajtoj kaj kristala kvalito de 4H-SiC-oblatojen malsamaj pretigaj paŝoj (drattranĉado, muelado, malglata muelado, fajna muelado, polurado).
Figuro 3 Materiala foriga indico de C-vizaĝo kaj Si-vizaĝo de 4H-SiC-oblatoen malsamaj pretigaj paŝoj
La studo trovis, ke pro la anizotropeco de mekanikaj trajtoj de malsamaj kristalaj edroj de 4H-SiC, estas diferenco en MRR inter C-vizaĝo kaj Si-vizaĝo sub la sama procezo, kaj la MRR de C-vizaĝo estas signife pli alta ol tiu de Si-vizaĝo. Kun la progreso de la pretigaj paŝoj, la surfaca morfologio kaj malglateco de 4H-SiC-oblatoj estas iom post iom optimumigitaj. Post polurado, la Ra de C-vizaĝo estas 0.24nm, kaj la Ra de Si-vizaĝo atingas 0.14nm, kio povas renkonti la bezonojn de epitaksia kresko.
Figuro 4 Optikaj mikroskopbildoj de la C-surfaco (a~e) kaj Si-surfaco (f~j) de 4H-SiC-oblato post malsamaj pretigaj paŝoj
Figuro 5 Atomfortmikroskopbildoj de la C-surfaco (a~c) kaj Si-surfaco (d~f) de 4H-SiC-oblato post CLP, FLP kaj CMP-pretigŝtupoj
Figuro 6 (a) elasta modulo kaj (b) malmoleco de la C-surfaco kaj Si-surfaco de 4H-SiC-oblato post malsamaj pretigaj paŝoj
La provo de mekanika proprieto montras, ke la C-surfaco de la oblato havas pli malbonan fortikecon ol la Si-surfaca materialo, pli grandan gradon de fragila frakturo dum prilaborado, pli rapidan forigon de materialo kaj relative malbonan surfacan morfologion kaj krudecon. Forigi la difektitan tavolon sur la prilaborita surfaco estas la ŝlosilo por plibonigi la surfacan kvaliton de la oblato. La duon-alta larĝo de la balanciĝanta kurbo 4H-SiC (0004) povas esti uzata por intuicie kaj precize karakterizi kaj analizi la surfacan damaĝan tavolon de la oblato.
Figuro 7 (0004) balanciĝanta kurbo duon-larĝo de la C-vizaĝo kaj Si-vizaĝo de 4H-SiC-oblato post malsamaj pretigaj paŝoj
La esplorrezultoj montras, ke la surfaca damaĝa tavolo de la oblato povas esti iom post iom forigita post 4H-SiC-oblatpretigo, kiu efike plibonigas la surfacan kvaliton de la oblato kaj provizas teknikan referencon por alt-efikeca, malaltperda kaj altkvalita prilaborado. de 4H-SiC substratoblatoj.
La esploristoj prilaboris 4H-SiC-oblatojn per malsamaj pretigaj paŝoj kiel drattondado, muelado, malglata muelado, fajna muelado kaj polurado, kaj studis la efikojn de ĉi tiuj procezoj sur la surfaca kvalito de la oblato.
La rezultoj montras, ke kun la progreso de la pretigaj paŝoj, la surfaca morfologio kaj malglateco de la oblato estas iom post iom optimumigitaj. Post polurado, la malglateco de la C-vizaĝo kaj Si-vizaĝo atingas respektive 0.24nm kaj 0.14nm, kio plenumas la postulojn de epitaksia kresko. La C-vizaĝo de la oblato havas pli malbonan fortikecon ol la Si-vizaĝa materialo, kaj estas pli ema al fragila frakturo dum prilaborado, rezultigante relative malbonan surfacmorfologion kaj krudecon. Forigi la surfacan damaĝan tavolon de la prilaborita surfaco estas la ŝlosilo por plibonigi la surfacan kvaliton de la oblato. La duonlarĝo de la 4H-SiC (0004) balanciĝanta kurbo povas intuicie kaj precize karakterizi la surfacan damaĝan tavolon de la oblato.
Esplorado montras, ke la damaĝita tavolo sur la surfaco de 4H-SiC-oblatoj povas esti iom post iom forigita per 4H-SiC-oblatpretigo, efike plibonigante la surfacan kvaliton de la oblato, provizante teknikan referencon por alt-efikeca, malalta perdo kaj alta- kvalita pretigo de 4H-SiC-substrataj oblatoj.
Afiŝtempo: Jul-08-2024