2. စမ်းသပ်မှုလုပ်ငန်းစဉ်
2.1 ကော်ဖလင်ကို ဖယ်ရှားခြင်း။
ကာဗွန်ဖလင်ကို တိုက်ရိုက်ဖန်တီးခြင်း သို့မဟုတ် ဂရပ်ဖိုက်စက္ကူပေါ်တွင် ချည်နှောင်ခြင်းတို့ကို တွေ့ရှိခဲ့သည်။SiC wafersကော်ဖြင့် ဖုံးအုပ်ထားသော ပြဿနာများစွာကို ဖြစ်စေသည်-
1. လေဟာနယ်အခြေအနေအောက်တွင်, ကော်ဖလင်ကိုဖြင်SiC wafersသိသာထင်ရှားသောလေထုတ်လွှတ်မှုကြောင့် အရွယ်အစားတူသောအသွင်အပြင်ကို ဖြစ်ပေါ်စေပြီး မျက်နှာပြင် ပေါက်ကြားပေါက်များ ဖြစ်ပေါ်ခဲ့သည်။ ၎င်းသည် ကာဗွန်ဒိုင်းရှင်းပြီးနောက် ကော်အလွှာများကို ကောင်းစွာ ချည်နှောင်ခြင်းမှ တားဆီးသည်။
2. သံယောဇဉ်နှောင်ကြိုး၊waferဂရပ်ဖိုက်စက္ကူပေါ်တွင် တစ်ကြိမ်တည်းတင်ရပါမည်။ ပြန်လည်နေရာချထားခြင်း ဖြစ်ပေါ်လာပါက၊ မညီညာသောဖိအားများသည် ကော်ဆက်ခြင်းတူညီမှုကို လျှော့ချနိုင်ပြီး ချိတ်အရည်အသွေးကို အပျက်သဘောဆောင်သည်။
3. လေဟာနယ် လည်ပတ်မှုတွင်၊ ကော်အလွှာမှ လေထုတ်လွှတ်မှုသည် ကော်ဖလင်အတွင်း အပျက်အစီး မြောက်မြားစွာကို ဖြစ်ပေါ်စေပြီး တွယ်တာမှု ချို့ယွင်းချက်များ ဖြစ်ပေါ်စေသည်။ အဆိုပါပြဿနာများကိုဖြေရှင်းရန်, ကော်အပေါ်ကိုအခြောက်ခံwafer များလှည့်ပတ်-အပေါ်ယံပိုင်းပြီးနောက် အပူပန်းကန်ပြားကို အသုံးပြု၍ ပေါင်းစပ်မျက်နှာပြင်ကို အကြံပြုထားသည်။
2.2 ကာဗွန်ဒိုင်းရှင်း လုပ်ငန်းစဉ်
ကာဗွန်ဖလင် ဖန်တီးမှု လုပ်ငန်းစဉ်များ တွင် လည်းကောင်းSiC အစေ့ wafer၎င်းကို ဂရပ်ဖိုက်စက္ကူနှင့် ချည်နှောင်ထားရန် တင်းကျပ်စွာ ချည်နှောင်မှုသေချာစေရန် တိကျသောအပူချိန်တွင် ကော်အလွှာ၏ကာဗွန်အဖြစ် လိုအပ်သည်။ ကော်အလွှာ၏ မပြည့်စုံသော ကာဗွန်ပြုခြင်းများသည် ကြီးထွားမှုအတွင်း ၎င်း၏ ပြိုကွဲခြင်းသို့ ဦးတည်စေပြီး ကြီးထွားမှုအရည်အသွေးကို ထိခိုက်စေသည့် အညစ်အကြေးများကို စွန့်ထုတ်နိုင်သည်။ ထို့ကြောင့်၊ ကော်အလွှာ၏ ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်ကို အပြည့်အ၀ရရှိစေရေးသည် သိပ်သည်းဆမြင့်သော ချည်နှောင်မှုအတွက် အရေးကြီးပါသည်။ ဤလေ့လာမှုသည် ကော်ကာဗွန်ထုတ်ခြင်းအပေါ် အပူချိန်သက်ရောက်မှုကို ဆန်းစစ်သည်။ တူညီသော photoresist အလွှာကိုအသုံးပြုခဲ့သည်။waferမျက်နှာပြင်နှင့် လေဟာနယ် (<10 Pa) အောက်ရှိ tube furnace တွင် ထားရှိပါ။ အပူချိန်ကို ကြိုတင်သတ်မှတ်အဆင့် (400 ℃၊ 500 ℃ နှင့် 600 ℃) သို့ မြှင့်တင်ထားပြီး ကာဗွန်ဓာတ်ရရှိရန် 3-5 နာရီကြာ ထိန်းသိမ်းထားသည်။
စမ်းသပ်မှုများ ညွှန်ပြသည်-
400 ℃ တွင် 3 နာရီအကြာတွင်၊ ကော်ဖလင်သည် ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်မဖြစ်ဘဲ အနီရောင်နက်နေပါသည်။ 4 နာရီအကြာတွင် သိသာထင်ရှားသောပြောင်းလဲမှု မတွေ့ရပါ။
500 ℃ တွင်၊ 3 နာရီအကြာတွင်၊ ရုပ်ရှင်သည် အနက်ရောင်သို့ ပြောင်းလဲသွားသော်လည်း အလင်းကို ထုတ်လွှင့်နေဆဲဖြစ်သည်။ 4 နာရီအကြာတွင်သိသိသာသာပြောင်းလဲမှုမရှိပါ။
600 ℃ တွင်၊ 3 နာရီအကြာတွင်၊ ဖလင်သည် အလင်းထုတ်လွှတ်မှုမရှိဘဲ အနက်ရောင်အဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲသွားပြီး ကာဗွန်ဒိုင်းရှင်းကို အပြည့်အစုံဖော်ပြသည်။
ထို့ကြောင့်၊ သင့်လျော်သောနှောင်ကြိုးအပူချိန် ≥600 ℃ဖြစ်ရန်လိုအပ်သည်။
2.3 Adhesive Application လုပ်ငန်းစဉ်
ကော်ဖလင်၏ တူညီမှုသည် ကော်အသုံးချမှု လုပ်ငန်းစဉ်ကို အကဲဖြတ်ရန်နှင့် တူညီသော ချိတ်အလွှာကို သေချာစေရန်အတွက် အရေးကြီးသော ညွှန်ပြချက်တစ်ခု ဖြစ်သည်။ ဤကဏ္ဍသည် မတူညီသော ကော်ဖလင်အထူများအတွက် အကောင်းဆုံးသော လှည့်ပတ်မှုအမြန်နှုန်းနှင့် အပေါ်ယံအချိန်ကို စူးစမ်းသည်။ ညီညွတ်မှု
ရုပ်ရှင်အထူ၏ u ကို အသုံးဝင်သောဧရိယာထက် အနိမ့်ဆုံးဖလင်အထူ Lmin နှင့် အများဆုံးဖလင်အထူ Lmax အချိုးအဖြစ် သတ်မှတ်သည်။ ဖလင်အထူကို တိုင်းတာရန် wafer ပေါ်ရှိ အချက်ငါးချက်ကို ရွေးချယ်ခဲ့ပြီး တူညီမှုကို တွက်ချက်ခဲ့သည်။ ပုံ 4 သည် တိုင်းတာခြင်းအမှတ်များကို ဖော်ပြသည်။
SiC wafer နှင့် graphite အစိတ်အပိုင်းများအကြား သိပ်သည်းဆမြင့်သော ချိတ်ဆက်မှုအတွက်၊ နှစ်သက်သော ကော်ဖလင်အထူသည် 1-5 µm ဖြစ်သည်။ ဖလင်အထူ 2 µm ကို ရွေးချယ်ထားပြီး၊ ကာဗွန်ဖလင်ပြင်ဆင်မှုနှင့် wafer/graphite စက္ကူချည်နှောင်ခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်များတွင် အသုံးပြုနိုင်မည်ဖြစ်သည်။ ကာဗွန်ဒိုင်းရှင်းကော်အတွက် အကောင်းမွန်ဆုံးသော လှည့်ကွက်အလွှာဆိုင်ရာ ကန့်သတ်ချက်များမှာ 2500 r/min တွင် 15 စက္ကန့်ဖြစ်ပြီး ချိတ်ကော်အတွက် 2000 r/min တွင် 15 စက္ကန့်ဖြစ်သည်။
2.4 Bonding လုပ်ငန်းစဉ်
SiC wafer ၏ ဂရပ်ဖိုက်/ဂရပ်ဖိုက် စက္ကူနှင့် ချည်နှောင်ထားစဉ်တွင်၊ ကာဗွန်ပေါင်းစပ်မှုအလွှာမှ ကာဗွန်ဒိုင်းရှင်းအတွင်း ထုတ်ပေးသော လေနှင့် အော်ဂဲနစ်ဓာတ်ငွေ့များကို လုံးလုံးဖယ်ရှားပစ်ရန် အရေးကြီးပါသည်။ မပြည့်စုံသော ဓာတ်ငွေ့များကို ဖယ်ထုတ်ခြင်းသည် ပျက်ပြယ်သွားကာ သိပ်သည်းမှုမဟုတ်သော ချည်နှောင်မှုအလွှာကို ဖြစ်စေသည်။ စက်ဆီပန့်သုံးပြီး လေနှင့် အော်ဂဲနစ်ဓာတ်ငွေ့များကို ဖယ်ထုတ်နိုင်သည်။ ကနဦးတွင်၊ စက်ပန့်၏ အဆက်မပြတ်လည်ပတ်မှုသည် လေဟာနယ်အခန်းသည် ၎င်း၏ကန့်သတ်ချက်သို့ရောက်ရှိကြောင်း သေချာစေပြီး နှောင်အလွှာမှလေကို အပြီးအပိုင်ဖယ်ရှားနိုင်စေသည်။ အပူချိန် လျင်မြန်စွာ မြင့်တက်လာခြင်းသည် အပူချိန်မြင့်သော ကာဗွန်ထုတ်ခြင်းတွင် အချိန်မီ ဓာတ်ငွေ့များ ဖယ်ရှားခြင်းကို တားဆီးနိုင်ပြီး ပေါင်းစပ်အလွှာတွင် ပျက်ပြယ်သွားစေသည်။ ကပ်ခွာဂုဏ်သတ္တိများသည် ≤120 ℃ တွင် သိသာထင်ရှားစွာ ဓာတ်ငွေ့ထွက်ခြင်းကို ညွှန်ပြပြီး ဤအပူချိန်ထက် တည်ငြိမ်စေသည်။
လေနှင့် အော်ဂဲနစ်ဓာတ်ငွေ့များကို ဖယ်ထုတ်ရာတွင် လွယ်ကူချောမွေ့စေရန်အတွက် ကော်ဖလင်၏ သိပ်သည်းဆကို မြှင့်တင်ရန် ချည်နှောင်ထားစဉ်အတွင်း ပြင်ပဖိအားကို သက်ရောက်စေသည်။
အချုပ်အားဖြင့်၊ ပုံ 5 တွင်ပြထားသည့် ချည်နှောင်ခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်မျဉ်းကွေးကို တီထွင်ခဲ့သည်။ တိကျသောဖိအားအောက်တွင်၊ အပူချိန်သည် ဓာတ်ငွေ့ထွက်သည့် အပူချိန် (~120 ℃) သို့ တိုးလာပြီး ဓာတ်ငွေ့ထုတ်ခြင်းပြီးမြောက်သည်အထိ ထိန်းထားသည်။ ထို့နောက် အပူချိန်ကို ကာဗွန်ဒိုင်းရှင်း အပူချိန်သို့ တိုးမြှင့်ကာ လိုအပ်သော ကြာမြင့်ချိန်အတွက် ထိန်းသိမ်းကာ၊ ထို့နောက် အခန်းအပူချိန်သို့ သဘာဝအတိုင်း အအေးခံခြင်း၊ ဖိအားထုတ်လွှတ်ခြင်းနှင့် ချည်နှောင်ထားသော wafer များကို ဖယ်ရှားခြင်း တို့ဖြစ်သည်။
အပိုင်း 2.2 အရ၊ ကော်ဖလင်ကို 600 ℃ တွင် 3 နာရီကျော်ကြာအောင် ကာဗွန်ဒိုင်းရှင်းပြုလုပ်ရန် လိုအပ်သည်။ ထို့ကြောင့်၊ ချည်နှောင်ခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်မျဉ်းကွေးတွင် T2 ကို 600 ℃နှင့် t2 မှ 3 နာရီအထိသတ်မှတ်ထားသည်။ နှောင်ကြိုးဖိအား၏သက်ရောက်မှုများ၊ ပထမအဆင့် အပူချိန် t1 နှင့် နှောင်ကြိုးရလဒ်များပေါ်ရှိ ဒုတိယအဆင့် အပူပေးချိန် t2 တို့ကို ဇယား 2-4 တွင် ပြသထားသည့် ပေါင်းစပ်မှုဖြစ်စဉ်မျဉ်းကွေးအတွက် အကောင်းဆုံးတန်ဖိုးများကို ဇယား 2-4 တွင် ပြသထားသည်။
ဖော်ပြထားသောရလဒ်များ
နှောင်ကြိုးဖိအား 5 kN တွင်၊ အပူပေးချိန်သည် ချည်နှောင်ခြင်းအပေါ် အနည်းငယ်သာ သက်ရောက်မှုရှိသည်။
10 kN တွင်၊ နှောင်ကြိုးအလွှာရှိ ကွက်လပ်ဧရိယာသည် ပိုရှည်သော ပထမအဆင့် အပူပေးခြင်းဖြင့် လျော့နည်းသွားသည်။
15 kN တွင်၊ ပထမအဆင့်အပူပေးခြင်းကို တိုးချဲ့ခြင်းဖြင့် အပျက်အစီးများကို သိသိသာသာ လျော့ကျစေပြီး နောက်ဆုံးတွင် ၎င်းတို့ကို ဖယ်ရှားပေးသည်။
ပေါင်းစည်းခြင်းအပေါ် ဒုတိယအဆင့် အပူပေးချိန်၏ အကျိုးသက်ရောက်မှုသည် ပုံသဏ္ဍာန်စစ်ဆေးမှုများတွင် ထင်ရှားခြင်းမရှိပါ။ 15 kN တွင် bonding pressure ကိုပြင်ပြီး 90 min တွင် ပထမအဆင့် အပူချိန်၊ ဒုတိယအဆင့် အပူချိန် 30၊ 60 နှင့် 90 min အားလုံးသည် ပျက်ပြယ်ခြင်းမရှိသော သိပ်သည်းသောအလွှာများကို ဖြစ်ပေါ်စေပြီး ဒုတိယအဆင့် အပူပေးချိန်ကို ညွှန်ပြပါသည်။ ပေါင်းစည်းခြင်းအပေါ် သက်ရောက်မှုအနည်းငယ်ရှိသည်။
ချည်နှောင်ခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်မျဉ်းကွေးအတွက် အကောင်းဆုံးတန်ဖိုးများမှာ- နှောင်ကြိုးဖိအား 15 kN၊ ပထမအဆင့် အပူချိန် 90 မိနစ်၊ ပထမအဆင့် အပူချိန် 120 ℃၊ ဒုတိယအဆင့် အပူချိန် 30 မိနစ်၊ ဒုတိယအဆင့် အပူချိန် 600 ℃ နှင့် ဒုတိယအဆင့် ကိုင်ဆောင်ချိန် ၃ နာရီ။
စာတင်ချိန်- ဇွန်-၁၁-၂၀၂၄