ឧបករណ៍ថាមពល Semiconductor កាន់កាប់ទីតាំងស្នូលនៅក្នុងប្រព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចថាមពល ជាពិសេសនៅក្នុងបរិបទនៃការអភិវឌ្ឍន៍យ៉ាងឆាប់រហ័សនៃបច្ចេកវិទ្យាដូចជា បញ្ញាសិប្បនិមិត្ត ទំនាក់ទំនង 5G និងរថយន្តថាមពលថ្មី តម្រូវការដំណើរការសម្រាប់ពួកវាត្រូវបានធ្វើឱ្យប្រសើរឡើង។
ស៊ីលីកុនកាបូន(4H-SiC) បានក្លាយជាសម្ភារៈដ៏ល្អសម្រាប់ផលិតឧបករណ៍ថាមពល semiconductor ដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ ដោយសារគុណសម្បត្តិរបស់វាដូចជា គម្លាតធំទូលាយ ចរន្តកំដៅខ្ពស់ កម្លាំងវាលបំបែកខ្ពស់ អត្រារសាត់តិត្ថិភាពខ្ពស់ ស្ថេរភាពគីមី និងធន់នឹងវិទ្យុសកម្ម។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ 4H-SiC មានភាពរឹងខ្ពស់ ភាពផុយខ្ពស់ ភាពអសកម្មគីមីខ្លាំង និងការលំបាកក្នុងដំណើរការខ្ពស់។ គុណភាពផ្ទៃនៃ wafer ស្រទាប់ខាងក្រោមរបស់វាគឺមានសារៈសំខាន់សម្រាប់កម្មវិធីឧបករណ៍ខ្នាតធំ។
ដូច្នេះ ការកែលម្អគុណភាពផ្ទៃនៃស្រទាប់ខាងក្រោម 4H-SiC wafers ជាពិសេសការយកចេញស្រទាប់ដែលខូចនៅលើផ្ទៃកែច្នៃ wafer គឺជាគន្លឹះក្នុងការសម្រេចបាននូវប្រសិទ្ធភាព ការបាត់បង់ទាប និងគុណភាពខ្ពស់នៃដំណើរការ wafer ស្រទាប់ខាងក្រោម 4H-SiC ។
ពិសោធន៍
ការពិសោធន៍ប្រើឧបករណ៍ N-type 4H-SiC ទំហំ 4 អ៊ីញដែលដាំដុះដោយវិធីសាស្ត្រដឹកជញ្ជូនចំហាយរាងកាយ ដែលត្រូវបានដំណើរការតាមរយៈការកាត់ខ្សែ ការកិន ការកិនរដុប ការកិន និងប៉ូលា ហើយកត់ត្រាកម្រាស់នៃការយកចេញនៃផ្ទៃ C និងផ្ទៃ Si ។ និងកម្រាស់ចុងក្រោយនៃ wafer នៅក្នុងដំណើរការនីមួយៗ។
រូបភាពទី 1 ដ្យាក្រាមគ្រោងការណ៍នៃរចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់ 4H-SiC
រូបភាពទី 2 កម្រាស់ត្រូវបានដកចេញពីផ្នែក C និងផ្នែក Si-side នៃ 4H-SiC waferបន្ទាប់ពីជំហានដំណើរការផ្សេងគ្នានិងកម្រាស់នៃ wafer បន្ទាប់ពីដំណើរការ
ភាពក្រាស់ រូបរាងផ្ទៃ ភាពរដុប និងលក្ខណៈមេកានិចនៃ wafer ត្រូវបានកំណត់យ៉ាងពេញលេញដោយឧបករណ៍វាស់ស្ទង់ប៉ារ៉ាម៉ែត្រធរណីមាត្រ wafer, មីក្រូទស្សន៍ជ្រៀតជ្រែកឌីផេរ៉ង់ស្យែល, មីក្រូទស្សន៍កម្លាំងអាតូមិក, ឧបករណ៍វាស់ភាពរដុបលើផ្ទៃ និង nanoindenter ។ លើសពីនេះទៀត ឧបករណ៍វាស់កាំរស្មីអ៊ិចដែលមានភាពច្បាស់ខ្ពស់ត្រូវបានប្រើដើម្បីវាយតម្លៃគុណភាពគ្រីស្តាល់នៃ wafer ។
ជំហានពិសោធន៍ និងវិធីសាស្រ្តសាកល្បងទាំងនេះ ផ្តល់នូវការគាំទ្របច្ចេកទេសលម្អិតសម្រាប់ការសិក្សាអំពីអត្រានៃការដកយកចេញនូវសម្ភារៈ និងគុណភាពផ្ទៃកំឡុងពេលដំណើរការ 4H-SiC wafers.
តាមរយៈការពិសោធន៍ អ្នកស្រាវជ្រាវបានវិភាគលើការផ្លាស់ប្តូរនៃអត្រាការយកចេញនៃសម្ភារៈ (MRR) ទម្រង់រូបវិទ្យា និងភាពរដុបលើផ្ទៃ ព្រមទាំងលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិច និងគុណភាពគ្រីស្តាល់នៃ 4H-SiC wafersនៅក្នុងជំហានដំណើរការផ្សេងគ្នា (ការកាត់ខ្សែ, ការកិន, ការកិនរដុប, ការកិនល្អ, ប៉ូលា) ។
រូបភាពទី 3 អត្រាដកសម្ភារៈនៃមុខ C និង Si-face នៃ 4H-SiC waferនៅក្នុងជំហានដំណើរការផ្សេងៗគ្នា
ការសិក្សាបានរកឃើញថាដោយសារតែ anisotropy នៃលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចនៃមុខគ្រីស្តាល់ផ្សេងគ្នានៃ 4H-SiC មានភាពខុសប្លែកគ្នានៅក្នុង MRR រវាង C-face និង Si-face ក្រោមដំណើរការដូចគ្នា ហើយ MRR នៃ C-face គឺខ្ពស់ជាងគួរឱ្យកត់សម្គាល់។ របស់ Si-face ។ ជាមួយនឹងភាពជឿនលឿននៃជំហានដំណើរការ រូបរាងផ្ទៃនិងភាពរដុបនៃ 4H-SiC wafers ត្រូវបានធ្វើឱ្យប្រសើរជាបណ្តើរៗ។ បន្ទាប់ពីការដុសខាត់ Ra of C-face គឺ 0.24nm ហើយ Ra of Si-face ឈានដល់ 0.14nm ដែលអាចបំពេញតម្រូវការនៃការលូតលាស់ epitaxial ។
រូបភាពទី 4 រូបភាពមីក្រូទស្សន៍អុបទិកនៃផ្ទៃ C (a~e) និងផ្ទៃ Si (f~j) នៃ 4H-SiC wafer បន្ទាប់ពីជំហានដំណើរការផ្សេងៗគ្នា
រូបភាពទី 5 រូបភាពមីក្រូទស្សន៍កម្លាំងអាតូមិកនៃផ្ទៃ C (a~c) និងផ្ទៃ Si (d~f) នៃ 4H-SiC wafer បន្ទាប់ពីជំហានដំណើរការ CLP, FLP និង CMP
រូបភាពទី 6 (a) ម៉ូឌុលយឺត និង (ខ) ភាពរឹងនៃផ្ទៃ C និងផ្ទៃ Si នៃ 4H-SiC wafer បន្ទាប់ពីជំហានដំណើរការផ្សេងៗគ្នា
ការធ្វើតេស្តលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិកបង្ហាញថាផ្ទៃ C នៃ wafer មានភាពស្វិតស្វាញជាងសម្ភារៈផ្ទៃ Si កម្រិតនៃការប្រេះស្រាំខ្លាំងជាងក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការ ការដកសម្ភារៈចេញលឿនជាងមុន និង morphology និងភាពរដុបនៃផ្ទៃដែលមិនសូវល្អ។ ការដកស្រទាប់ដែលខូចលើផ្ទៃដែលបានដំណើរការគឺជាគន្លឹះក្នុងការកែលម្អគុណភាពផ្ទៃរបស់ wafer ។ ទទឹងពាក់កណ្តាលកម្ពស់នៃខ្សែកោង 4H-SiC (0004) អាចត្រូវបានប្រើដើម្បីកំណត់លក្ខណៈវិចារណញាណ និងត្រឹមត្រូវ និងវិភាគស្រទាប់ការខូចខាតលើផ្ទៃនៃ wafer ។
រូបភាពទី 7 (0004) ខ្សែកោងរំកិលពាក់កណ្តាលទទឹងនៃមុខ C និងមុខ Si-face នៃ 4H-SiC wafer បន្ទាប់ពីជំហានដំណើរការផ្សេងគ្នា
លទ្ធផលស្រាវជ្រាវបង្ហាញថា ស្រទាប់ខូចខាតលើផ្ទៃនៃ wafer អាចត្រូវបានយកចេញជាបណ្តើរៗ បន្ទាប់ពីដំណើរការ 4H-SiC wafer ដែលធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវគុណភាពផ្ទៃរបស់ wafer និងផ្តល់នូវឯកសារយោងបច្ចេកទេសសម្រាប់ដំណើរការដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ ការបាត់បង់ទាប និងគុណភាពខ្ពស់។ នៃស្រទាប់ខាងក្រោម 4H-SiC wafers ។
អ្នកស្រាវជ្រាវបានដំណើរការ 4H-SiC wafers តាមរយៈជំហានដំណើរការផ្សេងៗគ្នាដូចជា ការកាត់ខ្សែ ការកិន ការកិនរដុប ការកិនល្អ និងការប៉ូលា ហើយសិក្សាពីផលប៉ះពាល់នៃដំណើរការទាំងនេះទៅលើគុណភាពផ្ទៃរបស់ wafer ។
លទ្ធផលបង្ហាញថា ជាមួយនឹងវឌ្ឍនភាពនៃជំហានដំណើរការ រូបរាងផ្ទៃ និងភាពរដុបនៃ wafer ត្រូវបានធ្វើឱ្យប្រសើរជាបណ្តើរៗ។ បន្ទាប់ពីការប៉ូឡូញ ភាពរដុបនៃមុខ C និង Si-face ឈានដល់ 0.24nm និង 0.14nm រៀងគ្នា ដែលបំពេញតាមតម្រូវការនៃការលូតលាស់របស់ epitaxial ។ មុខ C នៃ wafer មានភាពតឹងរ៉ឹងជាងសម្ភារៈ Si-face ហើយងាយនឹងប្រេះស្រាំកំឡុងពេលដំណើរការ ដែលបណ្តាលឱ្យមានរូបរាង និងផ្ទៃរដុបតិចតួច។ ការដកស្រទាប់បំផ្លាញផ្ទៃនៃផ្ទៃដែលបានដំណើរការគឺជាគន្លឹះក្នុងការធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវគុណភាពផ្ទៃនៃ wafer ។ ទទឹងពាក់កណ្តាលនៃខ្សែកោង 4H-SiC (0004) អាចកំណត់លក្ខណៈដោយវិចារណញាណ និងត្រឹមត្រូវនៃស្រទាប់ការខូចខាតលើផ្ទៃនៃ wafer ។
ការស្រាវជ្រាវបង្ហាញថាស្រទាប់ដែលខូចនៅលើផ្ទៃនៃ 4H-SiC wafers អាចត្រូវបានយកចេញជាបណ្តើរៗតាមរយៈដំណើរការ 4H-SiC wafer ធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវគុណភាពផ្ទៃរបស់ wafer ដោយផ្តល់នូវឯកសារយោងបច្ចេកទេសសម្រាប់ប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ ការបាត់បង់ទាប និងខ្ពស់ ដំណើរការគុណភាពនៃស្រទាប់ខាងក្រោម 4H-SiC ។
ពេលវេលាផ្សាយ៖ កក្កដា-០៨-២០២៤