SiC tek kristal büyütmede tohum kristal hazırlama işlemi 3

Büyüme Doğrulaması
silisyum karbür (SiC)tohum kristalleri, ana hatlarıyla belirtilen proses takip edilerek hazırlandı ve SiC kristal büyümesi yoluyla doğrulandı. Kullanılan büyüme platformu, 2200°C'lik bir büyüme sıcaklığına, 200 Pa'lık bir büyüme basıncına ve 100 saatlik bir büyüme süresine sahip, kendi geliştirdiği bir SiC indüksiyonlu büyütme fırınıydı.

Hazırlık şunları içeriyordu:6 inç SiC levhahem karbon hem de silikon yüzeyleri cilalanmış olarak,gofret≤10 µm kalınlık tekdüzeliği ve ≤0,3 nm silikon yüzey pürüzlülüğü. 200 mm çapında, 500 µm kalınlığında bir grafit kağıdın yanı sıra tutkal, alkol ve tüy bırakmayan bir bez de hazırlandı.

SiC gofret1500 devir/dakikada 15 saniye boyunca bağlanma yüzeyi üzerinde yapıştırıcı ile döndürülerek kaplandı.

Yapıştırma yüzeyindeki yapıştırıcıSiC gofretsıcak plaka üzerinde kurutuldu.

Grafit kağıdı veSiC gofret(bağlanma yüzeyi aşağı bakacak şekilde) aşağıdan yukarıya doğru istiflendi ve tohum kristali sıcak pres fırınına yerleştirildi. Sıcak presleme, önceden ayarlanmış sıcak pres işlemine göre gerçekleştirildi. Şekil 6, büyüme sürecinden sonraki tohum kristal yüzeyini göstermektedir. Bu çalışmada hazırlanan SiC tohum kristallerinin iyi kaliteye ve yoğun bir bağlanma katmanına sahip olduğunu gösteren, tohum kristal yüzeyinin hiçbir delaminasyon belirtisi olmadan pürüzsüz olduğu görülebilir.

Çözüm
Tohum kristalinin sabitlenmesi için mevcut bağlama ve asma yöntemleri dikkate alınarak, birleşik bir bağlama ve asma yöntemi önerildi. Bu çalışma karbon film hazırlama vegofret/grafit kağıt yapıştırma işleminin bu yöntem için gerekli olması, aşağıdaki sonuçlara yol açmaktadır:

Plaka üzerindeki karbon film için gereken yapıştırıcının viskozitesi, ≥600°C karbonizasyon sıcaklığıyla birlikte 100 mPa·s olmalıdır. Optimum karbonizasyon ortamı argon korumalı bir atmosferdir. Vakum koşulları altında yapılıyorsa vakum derecesi ≤1 Pa olmalıdır.

Hem karbonizasyon hem de yapıştırma işlemleri, gazları yapıştırıcıdan çıkarmak için levha yüzeyindeki karbonizasyon ve yapıştırma yapıştırıcılarının düşük sıcaklıkta kürlenmesini gerektirir, böylece karbonizasyon sırasında yapıştırma katmanında soyulma ve boşluk kusurları önlenir.

Gofret/grafit kağıdına yönelik yapıştırma yapıştırıcısının viskozitesi 25 mPa·s olmalı ve yapıştırma basıncı ≥15 kN olmalıdır. Yapıştırma işlemi sırasında sıcaklık, düşük sıcaklık aralığında (<120°C) yaklaşık 1,5 saat boyunca yavaşça yükseltilmelidir. SiC kristal büyümesi doğrulaması, hazırlanan SiC tohum kristallerinin, pürüzsüz tohum kristal yüzeyleri ve çökelti olmadan yüksek kaliteli SiC kristal büyümesine yönelik gereksinimleri karşıladığını doğruladı.