Lyhyt johdatus piikarbidikiekkojen valmistusprosessiin

Korvaamattomana alustamateriaalina huippuluokan puolijohdeteollisuudessa,piikarbidikiekotniillä on erinomaiset lämpö- ja sähköominaisuudet, ja niillä on laajat sovellusmahdollisuudet korkeissa lämpötiloissa, korkeataajuisissa, suuritehoisissa ja säteilynkestävissä integroiduissa elektronisissa laitteissa.

Koska piikarbidialustojen työstötarkkuus vaikuttaa suoraan lopullisten puolijohdelaitteiden suorituskykyyn, puolijohdevalmistussovelluksissa piikarbidikiekkojen pinnan laadulle asetetaan erittäin tiukat vaatimukset. Tässä artikkelissa kuvataan lyhyesti korkealaatuisten piikarbidikiekkojen valmistusprosessi.

1. Raaka-aineen valmistelu

Erittäin puhdas piijauhe ja hiilijauhe, jotka on sekoitettu tietyssä suhteessa, saatetaan reagoimaan yli 2000 ℃ lämpötilassa piikarbidihiukkasten syntetisoimiseksi. Ja sitten korkealaatuinen piikarbidi-mikrojauhe, joka täyttää täysin piikarbidikiteiden kasvun vaatimukset, käy läpi myöhemmät jalostustoimenpiteet, kuten murskaus ja kemiallinen puhdistus.

2. Crystal Growth

Korkealaatuinen piikarbidimikrojauhe asetetaan upokkaaseen korkean lämpötilan uunissa ja kuumennetaan sitten sublimaatiolämpötilaansa, jossa se hajoaa kaasuiksi, kuten Si, Si₂C ja SiC₂. Aksiaalisen lämpötilagradientin vaikutuksesta nämä kaasut siirtyvät ylöspäin uunin ylävyöhykkeelle ja laskeutuvat piikarbidin siemenkiteen ympärille kasvaen vähitellen sylinterimäiseksi harkkoksi.

3. Valanteen käsittely ja kiekkojen viipalointi

Kasvanut piikarbidiharkko suunnataan röntgensäteen yksikideorientaatioinstrumentilla ja prosessoidaan halkaisijaltaan vakioaihioiksi pintatasoittamalla ja lieriömäisellä hiomalla. Valmiit standardi-SiC-aihiot leikataan sitten ohuiksi kiekoiksi, joiden paksuus on enintään 1 mm, monilankaisella viipalointilaitteella.

4. Kiekkojen päällystys ja kiillotus

Viipaloidut kiekot jauhetaan käyttämällä eri hiukkaskokoisia timanttilappauslietteitä vaaditun tasaisuuden ja karheuden saavuttamiseksi, yhdistetään mekaaninen kiillotus ja kemiallinen mekaaninen kiillotus prosesseja, jotta saadaan vaurioitumaton, erittäin sileä piikarbidikiekkojen pinta.

5. Kiekkojen tarkastus

Erilaisia ​​SiC-kiekkojen parametreja testataan ammattimaisilla laitteilla, mukaan lukien optinen mikroskooppi, röntgendiffraktometri, atomivoimamikroskooppi, kosketukseton resistiivisyysmittari, pinnan tasaisuustesteri ja kattava pintavikojen testeri. Testattuja kohteita ovat mm. mikroputkien tiheys, kiteen laatu, pinnan karheus, ominaisvastus, loimi, kaari, paksuusvaihtelu ja pinnan naarmut, joiden perusteella kunkin kiekon laatuluokka luokitellaan.

6. Kiekkojen puhdistus

KiiltäväSiC kiekotpuhdistetaan tyypillisesti kemiallisilla puhdistusaineilla ja erittäin puhtaalla vedellä ei-toivottujen pintojen epäpuhtauksien ja jäännöskiillotuslietteen poistamiseksi perusteellisesti ja kuivataan sitten erittäin puhtaassa typpiatmosfäärissä linkouskuivainten avulla. Puhdistetut ja kuivatut kiekot pakataan puhtaille kiekekasetteille puolijohdeluokan puhdastilassa, joten ne täyttävät täysin loppupään puhtausstandardit.