סעמיקאָנדוקטאָר מאַכט דעוויסעס פאַרנעמען אַ האַרץ שטעלע אין מאַכט עלעקטראָניש סיסטעמען, ספּעציעל אין דעם קאָנטעקסט פון די גיך אַנטוויקלונג פון טעקנאַלאַדזשיז אַזאַ ווי קינסטלעך סייכל, 5G קאָמוניקאַציע און נייַ ענערגיע וועהיקלעס, די פאָרשטעלונג רעקווירעמענץ פֿאַר זיי זענען ימפּרוווד.
סיליציום קאַרבידע(4H-SiC) איז געווארן אַן אידעאל מאַטעריאַל פֿאַר מאַנופאַקטורינג הויך-פאָרשטעלונג סעמיקאַנדאַקטער מאַכט דעוויסעס רעכט צו זייַן אַדוואַנטידזשיז אַזאַ ווי ברייט באַנדגאַפּ, הויך טערמאַל קאַנדאַקטיוואַטי, הויך ברייקדאַון פעלד שטאַרקייַט, הויך זעטיקונג דריפט קורס, כעמישער פעסטקייַט און ראַדיאַציע קעגנשטעל. אָבער, 4H-SiC האט הויך כאַרדנאַס, הויך קריצלנאַס, שטאַרק כעמישער ינערטנאַס און הויך פּראַסעסינג שוועריקייט. די ייבערפלאַך קוואַליטעט פון זייַן סאַבסטרייט ווייפער איז קריטיש פֿאַר גרויס-וואָג מיטל אַפּלאַקיישאַנז.
דעריבער, ימפּרוווינג די ייבערפלאַך קוואַליטעט פון 4H-SiC סאַבסטרייט ווייפערז, ספּעציעל רימוווינג די דאַמידזשד שיכטע אויף די ווייפער פּראַסעסינג ייבערפלאַך, איז דער שליסל צו דערגרייכן עפעקטיוו, נידעריק-אָנווער און הויך-קוואַליטעט 4H-SiC סאַבסטרייט ווייפער פּראַסעסינג.
עקספּערימענט
דער עקספּערימענט ניצט אַ 4-אינטש N-טיפּ 4H-SiC ינגגאַט דערוואַקסן דורך פיזיש פארע אַריבערפירן אופֿן, וואָס איז פּראַסעסט דורך דראָט קאַטינג, גרינדינג, פּראָסט גרינדינג, פייַן גרינדינג און פּאַלישינג, און רעקאָרדס די באַזייַטיקונג גרעב פון די C ייבערפלאַך און סי ייבערפלאַך און די לעצט ווייפער גרעב אין יעדער פּראָצעס.
פיגורע 1 סכעמאַטיש דיאַגראַמע פון 4H-SiC קריסטאַל סטרוקטור
פיגור 2 גרעב אַוועקגענומען פון C-זייַט און סי-זייַט פון 4H-SiC ווייפערנאָך פאַרשידענע פּראַסעסינג סטעפּס און גרעב פון ווייפער נאָך פּראַסעסינג
די גרעב, ייבערפלאַך מאָרפאָלאָגי, ראַפנאַס און מעטשאַניקאַל פּראָפּערטיעס פון די ווייפער זענען גאָר קעראַקטערייזד דורך ווייפער דזשיאַמאַטרי פּאַראַמעטער טעסטער, דיפערענטשאַל ינטערפיראַנס מיקראָסקאָפּ, אַטאָמישע קראַפט מיקראָסקאָפּ, ייבערפלאַך ראַפנאַס מעסטן ינסטרומענט און נאַנאָינדענטער. אין אַדישאַן, הויך-האַכלאָטע X-Ray דיפפראַקטאָמעטער איז געניצט צו אָפּשאַצן די קריסטאַל קוואַליטעט פון די ווייפער.
די יקספּערמענאַל סטעפּס און פּרובירן מעטהאָדס צושטעלן דיטיילד טעכניש שטיצן פֿאַר לערנען די מאַטעריאַל באַזייַטיקונג קורס און ייבערפלאַך קוואַליטעט בעשאַס די פּראַסעסינג פון 4H-SiC ווייפערז.
דורך יקספּעראַמאַנץ, די ריסערטשערז אַנאַלייזד די ענדערונגען אין מאַטעריאַל באַזייַטיקונג קורס (MRR), ייבערפלאַך מאָרפאָלאָגי און ראַפנאַס, ווי געזונט ווי מעטשאַניקאַל פּראָפּערטיעס און קריסטאַל קוואַליטעט פון 4H-SiC ווייפערזאין פאַרשידענע פּראַסעסינג סטעפּס (דראָט קאַטינג, גרינדינג, פּראָסט גרינדינג, פייַן גרינדינג, פּאַלישינג).
פיגורע 3 מאַטעריאַל באַזייַטיקונג קורס פון C-פּנים און סי-פּנים פון 4H-SiC ווייפעראין פאַרשידענע פּראַסעסינג סטעפּס
דער לערנען געפונען אַז רעכט צו דער אַניסאָטראָפּי פון מעטשאַניקאַל פּראָפּערטיעס פון פאַרשידענע קריסטאַל פנימער פון 4H-SiC, עס איז אַ חילוק אין MRR צווישן C-פּנים און Si-פּנים אונטער דער זעלביקער פּראָצעס, און די MRR פון C-פּנים איז באטייטיק העכער ווי אַז פון סי-פּנים. מיט די העכערונג פון די פּראַסעסינג סטעפּס, די ייבערפלאַך מאָרפאָלאָגי און ראַפנאַס פון 4H-SiC ווייפערז זענען ביסלעכווייַז אָפּטימיזעד. נאָך פּאַלישינג, די ראַ פון C-פּנים איז 0.24נם, און די ראַ פון סי-פּנים ריטשאַז 0.14nm, וואָס קענען טרעפן די באדערפענישן פון עפּיטאַקסיאַל וווּקס.
פיגורע 4 אָפּטיש מיקראָסקאָפּ בילדער פון די C ייבערפלאַך (אַ ~ ע) און סי ייבערפלאַך (פ ~ דזש) פון 4H-SiC ווייפער נאָך פאַרשידענע פּראַסעסינג סטעפּס
פיגורע 5 אַטאָמישע קראַפט מיקראָסקאָפּ בילדער פון די C ייבערפלאַך (אַ ~ C) און סי ייבערפלאַך (ד ~ פ) פון 4H-SiC ווייפער נאָך CLP, FLP און CMP פּראַסעסינג סטעפּס
פיגורע 6 (אַ) גומע מאָדולוס און (ב) כאַרדנאַס פון די C ייבערפלאַך און סי ייבערפלאַך פון 4H-SiC ווייפער נאָך פאַרשידענע פּראַסעסינג סטעפּס
די מעטשאַניקאַל פאַרמאָג פּראָבע ווייזט אַז די C ייבערפלאַך פון די ווייפער האט פּורער טאַפנאַס ווי די סי ייבערפלאַך מאַטעריאַל, אַ גרעסערע גראַד פון קרישלדיק בראָך בעשאַס פּראַסעסינג, פאַסטער באַזייַטיקונג פון מאַטעריאַל און לעפיערעך נעבעך ייבערפלאַך מאָרפאָלאָגי און ראַפנאַס. רימוווינג די דאַמידזשד שיכטע אויף די פּראַסעסט ייבערפלאַך איז דער שליסל צו פֿאַרבעסערן די ייבערפלאַך קוואַליטעט פון די ווייפער. די האַלב-הייך ברייט פון די 4H-SiC (0004) ראַקינג ויסבייג קענען זיין געוויינט צו ינטויטיוולי און אַקיעראַטלי קעראַקטערייז און אַנאַלייז די ייבערפלאַך שעדיקן שיכטע פון די ווייפער.
פיגורע 7 (0004) ראַקינג ויסבייג האַלב-ברייט פון די C-פּנים און סי-פּנים פון 4H-SiC ווייפער נאָך פאַרשידענע פּראַסעסינג סטעפּס
די פאָרשונג רעזולטאַטן ווייַזן אַז די ייבערפלאַך שעדיקן שיכטע פון די ווייפער קענען זיין ביסלעכווייַז אַוועקגענומען נאָך 4H-SiC ווייפער פּראַסעסינג, וואָס יפעקטיוולי ימפּרוווז די ייבערפלאַך קוואַליטעט פון די ווייפער און גיט אַ טעכניש רעפֿערענץ פֿאַר הויך-עפעקטיווקייַט, נידעריק-אָנווער און הויך-קוואַליטעט פּראַסעסינג. פון 4H-Sic סאַבסטרייט ווייפערז.
די ריסערטשערז פּראַסעסט 4H-SiC ווייפערז דורך פאַרשידענע פּראַסעסינג סטעפּס אַזאַ ווי דראָט קאַטינג, גרינדינג, פּראָסט גרינדינג, פייַן גרינדינג און פּאַלישינג, און געלערנט די יפעקץ פון די פּראַסעסאַז אויף די ייבערפלאַך קוואַליטעט פון די ווייפער.
די רעזולטאַטן ווייַזן אַז מיט די העכערונג פון די פּראַסעסינג סטעפּס, די ייבערפלאַך מאָרפאָלאָגי און ראַפנאַס פון די ווייפער זענען ביסלעכווייַז אָפּטימיזעד. נאָך פּאַלישינג, די ראַפנאַס פון די C-פּנים און סי-פּנים ריטשאַז ריספּעקטיוולי 0.24nm און 0.14nm, וואָס טרעפן די רעקווירעמענץ פון עפּיטאַקסיאַל וווּקס. די C-פּנים פון די ווייפער האט פּורער טאַפנאַס ווי די סי-פּנים מאַטעריאַל, און איז מער פּראָנע צו קרישלדיק בראָך בעשאַס פּראַסעסינג, ריזאַלטינג אין לעפיערעך נעבעך ייבערפלאַך מאָרפאָלאָגי און ראַפנאַס. רימוווינג די ייבערפלאַך שעדיקן שיכטע פון די פּראַסעסט ייבערפלאַך איז דער שליסל צו פֿאַרבעסערן די ייבערפלאַך קוואַליטעט פון די ווייפער. די האַלב-ברייט פון די 4H-SiC (0004) ראַקינג ויסבייג קענען ינטויטיוולי און אַקיעראַטלי קעראַקטערייז די ייבערפלאַך שעדיקן שיכטע פון די ווייפער.
פאָרשונג ווייזט אַז די דאַמידזשד שיכטע אויף די ייבערפלאַך פון 4H-SiC ווייפערז קענען זיין ביסלעכווייַז אַוועקגענומען דורך 4H-SiC ווייפער פּראַסעסינג, יפעקטיוולי ימפּרוווינג די ייבערפלאַך קוואַליטעט פון די ווייפער, פּראַוויידינג אַ טעכניש רעפֿערענץ פֿאַר הויך-עפעקטיווקייַט, נידעריק-אָנווער און הויך- קוואַליטעט פּראַסעסינג פון 4H-SiC סאַבסטרייט ווייפערז.
פּאָסטן צייט: יולי-08-2024