အထူးသဖြင့် ဉာဏ်ရည်တု၊ 5G ဆက်သွယ်ရေးနှင့် စွမ်းအင်သုံးကားသစ်များကဲ့သို့သော နည်းပညာများ လျင်မြန်စွာ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်လာချိန်တွင် ပါဝါအီလက်ထရွန်းနစ်စနစ်များတွင် အဓိကနေရာယူထားသော ပါဝါကိရိယာများသည် ၎င်းတို့အတွက် စွမ်းဆောင်ရည်လိုအပ်ချက်များကို မြှင့်တင်ပေးခဲ့သည်။
ဆီလီကွန်ကာဗိုက်(4H-SiC) သည် ကျယ်ပြန့်သော bandgap၊ thermal conductivity၊ high breakdown field strength၊ high saturation drift rate၊ chemical stability နှင့် radiation resistance ကဲ့သို့သော အားသာချက်များကြောင့် စွမ်းဆောင်ရည်မြင့် semiconductor ပါဝါစက်ပစ္စည်းများကို ထုတ်လုပ်ရန်အတွက် စံပြပစ္စည်းတစ်ခုဖြစ်လာသည်။ သို့သော်လည်း 4H-SiC တွင် မြင့်မားသော မာကျောမှု၊ ကြွပ်ဆတ်မှု မြင့်မားမှု၊ ပြင်းထန်သော ဓာတုဗေဒ အားနည်းမှုနှင့် မြင့်မားသော လုပ်ဆောင်မှု ခက်ခဲမှုတို့ ရှိသည်။ ၎င်း၏ ဆပ်စထရိတ် wafer ၏ မျက်နှာပြင် အရည်အသွေးသည် အကြီးစား စက်ကိရိယာ အသုံးချမှုများအတွက် အရေးကြီးပါသည်။
ထို့ကြောင့်၊ 4H-SiC အလွှာ wafer များ၏ မျက်နှာပြင် အရည်အသွေးကို မြှင့်တင်ပေးခြင်းသည် အထူးသဖြင့် wafer ပြုပြင်ခြင်း မျက်နှာပြင်ရှိ ပျက်စီးနေသော အလွှာကို ဖယ်ရှားခြင်းသည် ထိရောက်သော၊ ဆုံးရှုံးမှုနည်းပါးပြီး အရည်အသွေးမြင့် 4H-SiC အလွှာ wafer လုပ်ငန်းစဉ်ကို ရရှိရန် သော့ချက်ဖြစ်သည်။
စမ်းသပ်မှု
စမ်းသပ်မှုတွင် ဝိုင်ယာဖြတ်တောက်ခြင်း၊ ကြိတ်ခွဲခြင်း၊ ကြမ်းတမ်းစွာ ကြိတ်ခွဲခြင်း၊ ကြိတ်ခွဲခြင်းနှင့် ပွတ်တိုက်ခြင်းများ ပြုလုပ်ကာ ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာ အခိုးအငွေ့ သယ်ယူပို့ဆောင်ရေးနည်းလမ်းဖြင့် စိုက်ပျိုးထားသည့် 4 လက်မ N-type 4H-SiC ingot ကို အသုံးပြုကာ C မျက်နှာပြင်နှင့် Si မျက်နှာပြင်၏ အထူကို မှတ်တမ်းတင်ထားသည်။ လုပ်ငန်းစဉ်တစ်ခုစီတွင် နောက်ဆုံး wafer အထူ။
ပုံ 1 4H-SiC ပုံဆောင်ခဲဖွဲ့စည်းပုံ၏ ဇယားကွက်
ပုံ 2 အထူကို C-side နှင့် 4H- Si-side မှဖယ်ထုတ်သည်SiC waferကွဲပြားခြားနားသောအပြောင်းအလဲနဲ့အဆင့်ပြီးနောက်နှင့်အပြောင်းအလဲနဲ့ပြီးနောက် wafer ၏အထူ
wafer ၏ အထူ၊ မျက်နှာပြင် ပုံသဏ္ဍာန်၊ ကြမ်းတမ်းမှုနှင့် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ဂုဏ်သတ္တိများကို wafer ဂျီသြမေတြီ ဘောင်စမ်းသပ်သူ၊ ကွဲပြားသော ဝင်ရောက်စွက်ဖက်သော အဏုစကုပ်၊ အက်တမ်စွမ်းအား အဏုစကုပ်၊ မျက်နှာပြင် ကြမ်းတမ်းမှု တိုင်းတာရေးကိရိယာ နှင့် nanoindenter တို့ဖြင့် အပြည့်အဝ လက္ခဏာရပ်များ ရှိပါသည်။ ထို့အပြင်၊ wafer ၏ပုံဆောင်ခဲအရည်အသွေးကိုအကဲဖြတ်ရန်မြင့်မားသော resolution X-ray diffractometer ကိုအသုံးပြုခဲ့သည်။
ဤစမ်းသပ်အဆင့်များနှင့် စမ်းသပ်မှုနည်းလမ်းများသည် 4H- ၏လုပ်ဆောင်နေစဉ်အတွင်း ပစ္စည်းဖယ်ရှားမှုနှုန်းနှင့် မျက်နှာပြင်အရည်အသွေးကို လေ့လာခြင်းအတွက် အသေးစိတ်နည်းပညာဆိုင်ရာ ပံ့ပိုးမှုပေးပါသည်။SiC wafers.
စမ်းသပ်မှုများမှတဆင့်၊ သုတေသီများသည် ပစ္စည်းဖယ်ရှားမှုနှုန်း (MRR)၊ မျက်နှာပြင်ရုပ်ပုံသဏ္ဍာန်နှင့် ကြမ်းတမ်းမှုအပြင် 4H- ပုံဆောင်ခဲအရည်အသွေးနှင့် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများနှင့် ပုံဆောင်ခဲအရည်အသွေးတို့ကို ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာခဲ့သည်။SiC wafersကွဲပြားခြားနားသောလုပ်ဆောင်မှုအဆင့်များတွင် (ဝါယာကြိုးဖြတ်တောက်ခြင်း၊ ကြိတ်ခွဲခြင်း၊ ကြမ်းတမ်းသောကြိတ်ခွဲခြင်း၊ ကြိတ်ခွဲခြင်း၊ ပွတ်တိုက်ခြင်း)။
ပုံ 3 ၏ C-face နှင့် 4H- Si-face ၏ ပစ္စည်းဖယ်ရှားမှုနှုန်းSiC waferမတူညီသော လုပ်ဆောင်မှုအဆင့်များတွင်
လေ့လာမှုအရ 4H-SiC ၏ မတူညီသော ပုံဆောင်ခဲမျက်နှာများ ၏ anisotropy ၏ စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ဂုဏ်သတ္တိများကြောင့် C-face နှင့် Si-face အကြား တူညီသော လုပ်ငန်းစဉ်အောက်တွင် MRR တွင် ကွာခြားချက်ရှိပြီး C-face ၏ MRR ထက် သိသိသာသာ မြင့်မားပါသည်။ Si-face ၏ လုပ်ဆောင်ခြင်းအဆင့်များ တိုးတက်လာသည်နှင့်အမျှ 4H-SiC wafers များ၏ မျက်နှာပြင်ပုံသဏ္ဍာန်နှင့် ကြမ်းတမ်းမှုတို့ကို တဖြည်းဖြည်း ပိုမိုကောင်းမွန်အောင် ပြုလုပ်ထားသည်။ ပွတ်ပြီးနောက်၊ C-face ၏ Ra သည် 0.24nm ဖြစ်ပြီး၊ Si-face ၏ Ra သည် 0.14nm သို့ရောက်ရှိပြီး epitaxial ကြီးထွားမှုလိုအပ်ချက်များကိုဖြည့်ဆည်းပေးနိုင်သည်။
ပုံ 4 ကွဲပြားသောလုပ်ဆောင်မှုအဆင့်များပြီးနောက် 4H-SiC wafer ၏ C မျက်နှာပြင် (a~e) နှင့် Si မျက်နှာပြင် (f~j) ၏ အလင်းအဏုကြည့်ပုံများ
ပုံ 5 CLP၊ FLP နှင့် CMP လုပ်ဆောင်ခြင်းအဆင့်များပြီးနောက် 4H-SiC wafer ၏ C မျက်နှာပြင် (a~c) နှင့် Si မျက်နှာပြင် (d~f) တို့၏ Atomic force microscope ပုံရိပ်များ
ပုံ 6 (က) elastic modulus နှင့် (b) C မျက်နှာပြင်၏ မာကျောမှုနှင့် ကွဲပြားသောလုပ်ဆောင်မှုအဆင့်ဆင့်ပြီးနောက် 4H-SiC wafer ၏ Si မျက်နှာပြင်
စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ပိုင်ဆိုင်မှုစမ်းသပ်မှုတွင် wafer ၏ C မျက်နှာပြင်သည် Si မျက်နှာပြင်ပစ္စည်းထက် ပိုမိုမာကျောမှုရှိပြီး ပြုပြင်နေစဉ်အတွင်း ကြွပ်ဆတ်ကျိုးကြေခြင်း၊ ပစ္စည်းဖယ်ရှားခြင်း ပိုမိုမြန်ဆန်ခြင်းနှင့် မျက်နှာပြင်ပုံသဏ္ဍာန်နှင့် ကြမ်းတမ်းမှုအတော်လေးညံ့ဖျင်းကြောင်း ပြသသည်။ ပြုပြင်ထားသော မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ ပျက်စီးနေသော အလွှာကို ဖယ်ရှားခြင်းသည် wafer ၏ မျက်နှာပြင် အရည်အသွေးကို မြှင့်တင်ရန် သော့ချက်ဖြစ်သည်။ 4H-SiC (0004) အဖျားခတ်မျဉ်းကွေး၏ ထက်ဝက်အမြင့် အကျယ်သည် wafer ၏ မျက်နှာပြင်ပျက်စီးမှုအလွှာကို အလိုလိုသိ၍ တိကျစွာခွဲခြားသတ်မှတ်ရန် အသုံးပြုနိုင်သည်။
ပုံ 7 (0004) လှုပ်ခတ်နေသော မျဉ်းကွေးသည် C-face ၏ တစ်ဝက်-အကျယ်နှင့် 4H-SiC wafer ၏ Si-face
သုတေသနရလဒ်များက 4H-SiC wafer လုပ်ငန်းစဉ်ပြီးနောက် wafer ၏မျက်နှာပြင်ပျက်စီးမှုအလွှာကို ဖြည်းဖြည်းချင်းဖယ်ရှားနိုင်သည်၊ ၎င်းသည် wafer ၏မျက်နှာပြင်အရည်အသွေးကို ထိထိရောက်ရောက်တိုးတက်ကောင်းမွန်စေပြီး စွမ်းဆောင်ရည်မြင့်မားခြင်း၊ ဆုံးရှုံးမှုနည်းပါးခြင်းနှင့် အရည်အသွေးမြင့်လုပ်ဆောင်ခြင်းအတွက် နည်းပညာဆိုင်ရာကိုးကားချက်ကို ပံ့ပိုးပေးပါသည်။ 4H-SiC ဆပ်ပြာမှုန့်များ။
သုတေသီများသည် 4H-SiC wafer များကို ဝိုင်ယာဖြတ်တောက်ခြင်း၊ ကြိတ်ခွဲခြင်း၊ ကြမ်းတမ်းသောကြိတ်ခွဲခြင်း၊ ကြိတ်ခွဲခြင်းနှင့် ပွတ်ခြင်းစသည့် အမျိုးမျိုးသော လုပ်ငန်းစဉ်အဆင့်ဆင့်ဖြင့် စီမံဆောင်ရွက်ကာ wafer ၏ မျက်နှာပြင်အရည်အသွေးပေါ်ရှိ ဤလုပ်ငန်းစဉ်များ၏ အကျိုးသက်ရောက်မှုများကို လေ့လာခဲ့သည်။
လုပ်ငန်းစဉ်အဆင့်များ တိုးတက်လာသည်နှင့်အမျှ wafer ၏ မျက်နှာပြင်ပုံသဏ္ဍာန်နှင့် ကြမ်းတမ်းမှုတို့သည် တဖြည်းဖြည်း ကောင်းမွန်လာကြောင်း ရလဒ်များက ပြသနေသည်။ ပွတ်တိုက်ပြီးနောက်၊ C-face နှင့် Si-face ၏ကြမ်းတမ်းမှုသည် 0.24nm နှင့် 0.14nm အသီးသီးသို့ရောက်ရှိပြီး epitaxial ကြီးထွားမှုလိုအပ်ချက်များနှင့်ကိုက်ညီသည်။ wafer ၏ C-face သည် Si-face material ထက် ပိုမိုမာကျောပြီး ပြုပြင်နေစဉ်အတွင်း ကြွပ်ဆတ်ကျိုးကြေနိုင်ချေပိုများသောကြောင့် မျက်နှာပြင်ရုပ်ပုံသဏ္ဍာန်နှင့် ကြမ်းတမ်းမှုအတော်လေးညံ့ဖျင်းသည်။ ပြုပြင်ပြီးသော မျက်နှာပြင်၏ မျက်နှာပြင်ပျက်စီးသည့်အလွှာကို ဖယ်ရှားခြင်းသည် wafer ၏ မျက်နှာပြင်အရည်အသွေးကို မြှင့်တင်ရန် သော့ချက်ဖြစ်သည်။ 4H-SiC (0004) လှုပ်နေသောမျဉ်းကွေး၏ တစ်ဝက်အကျယ်သည် wafer ၏ မျက်နှာပြင်ပျက်စီးမှုအလွှာကို အလိုလိုသိနိုင်ပြီး တိကျစွာဖော်ပြနိုင်သည်။
သုတေသနပြုချက်များအရ 4H-SiC wafers များ၏ မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ ပျက်စီးနေသောအလွှာကို 4H-SiC wafer processing ဖြင့် ဖြည်းညှင်းစွာ ဖယ်ရှားနိုင်ပြီး wafer ၏ မျက်နှာပြင်အရည်အသွေးကို ထိထိရောက်ရောက် မြှင့်တင်ပေးကာ စွမ်းဆောင်ရည်မြင့်မားမှု၊ ဆုံးရှုံးမှုနည်းပါးမှုနှင့် မြင့်မားသောနည်းပညာဆိုင်ရာ ကိုးကားချက်တို့ကို ပံ့ပိုးပေးထားကြောင်း သုတေသနပြုချက်များအရ သိရသည်။ 4H-SiC အလွှာ wafers များ၏ အရည်အသွေးကို စီမံဆောင်ရွက်ခြင်း။
တင်ချိန်- ဇူလိုင်-၀၈-၂၀၂၄