Quy trình chuẩn bị tinh thể mầm trong tăng trưởng đơn tinh thể SiC 3

Xác minh tăng trưởng
cáccacbua silic (SiC)tinh thể hạt giống được chuẩn bị theo quy trình đã phác thảo và được xác nhận thông qua sự phát triển của tinh thể SiC. Nền tảng tăng trưởng được sử dụng là lò tăng trưởng cảm ứng SiC tự phát triển với nhiệt độ tăng trưởng 2200oC, áp suất tăng trưởng 200 Pa và thời gian tăng trưởng là 100 giờ.

Sự chuẩn bị bao gồm mộtTấm wafer SiC 6 inchvới cả hai mặt carbon và silicon được đánh bóng,bánh xốpđộ đồng đều về độ dày 10 µm và độ nhám bề mặt silicon ≤0,3 nm. Một tờ giấy than chì có đường kính 200 mm, dày 500 µm, cùng với keo, cồn và vải không có xơ cũng được chuẩn bị.

cáctấm wafer SiCđược phủ quay bằng chất kết dính trên bề mặt liên kết trong 15 giây với tốc độ 1500 vòng/phút.

Chất kết dính trên bề mặt liên kết củatấm wafer SiCđã được sấy khô trên một tấm nóng.

Giấy than chì vàtấm wafer SiC(bề mặt liên kết hướng xuống dưới) được xếp chồng từ dưới lên trên và đặt vào lò ép nóng tinh thể hạt. Việc ép nóng được thực hiện theo quy trình ép nóng đã định sẵn. Hình 6 cho thấy bề mặt tinh thể của hạt sau quá trình phát triển. Có thể thấy bề mặt tinh thể hạt mịn và không có dấu hiệu phân tách, chứng tỏ tinh thể hạt SiC được điều chế trong nghiên cứu này có chất lượng tốt và lớp liên kết dày đặc.

Phần kết luận
Xem xét các phương pháp liên kết và treo hiện tại để cố định tinh thể hạt giống, một phương pháp liên kết và treo kết hợp đã được đề xuất. Nghiên cứu này tập trung vào việc chế tạo màng carbon vàbánh xốp/quá trình liên kết giấy than chì cần thiết cho phương pháp này, dẫn đến các kết luận sau:

Độ nhớt của chất kết dính cần thiết cho màng cacbon trên tấm bán dẫn phải là 100 mPa·s, với nhiệt độ cacbon hóa ≥600oC. Môi trường cacbon hóa tối ưu là bầu không khí được bảo vệ bằng argon. Nếu thực hiện trong điều kiện chân không thì độ chân không phải là 1 Pa.

Cả quá trình cacbon hóa và quá trình liên kết đều yêu cầu xử lý chất kết dính cacbon hóa và liên kết ở nhiệt độ thấp trên bề mặt wafer để đuổi khí ra khỏi chất kết dính, ngăn ngừa bong tróc và làm trống các khuyết tật trong lớp liên kết trong quá trình cacbon hóa.

Chất kết dính liên kết cho giấy wafer/graphite phải có độ nhớt 25 mPa·s, với áp suất liên kết ≥15 kN. Trong quá trình liên kết, nhiệt độ phải được tăng từ từ trong phạm vi nhiệt độ thấp (<120oC) trong khoảng 1,5 giờ. Việc xác minh sự phát triển của tinh thể SiC đã xác nhận rằng các tinh thể hạt SiC đã chuẩn bị đáp ứng các yêu cầu về sự phát triển của tinh thể SiC chất lượng cao, với bề mặt tinh thể hạt mịn và không có kết tủa.