SiC kristal bakarreko substratu prozesatzea

Silizio Karburoa (SiC) kristal bakarrekoakbatez ere sublimazio metodoa erabiliz ekoizten dira. Kristala arragotik kendu ondoren, hainbat prozesatzeko urrats korapilatsu behar dira ostia erabilgarriak sortzeko. Lehen urratsa SiC boulearen kristalaren orientazioa zehaztea da. Honen ondoren, bolak kanpo-diametroko artezketa jasaten du forma zilindriko bat lortzeko. Potentzia-gailuetan erabili ohi diren n motako SiC obleetarako, kristal zilindrikoaren goiko eta beheko gainazalak normalean mekanizatu egiten dira {0001} aurpegiarekiko 4°-ko angeluko ​​plano bat sortzeko.

Jarraian, prozesaketa ertz edo koska norabideko ebaketarekin jarraitzen du obleen gainazaleko kristalen orientazioa zehazteko. Diametro handiko ekoizpeneanSiC obleak, norabidezko notching ohiko teknika bat da. Ondoren, SiC kristal bakarreko zilindrikoa xafla meheetan zatitzen da, batez ere hari anitzeko ebaketa-teknikak erabiliz. Prozesu honek ebaketa-hariaren eta SiC kristalaren artean urratzaileak jartzen ditu ebaketa-mugimendua errazteko presioa eginez.

1. irudia  SiC obleak prozesatzeko teknologiaren ikuspegi orokorra

(a) SiC lingotea arragotik kentzea; (b) Artezketa zilindrikoa; (c) Norabidezko ertza edo koska ebaketa; (d) Hari anitzeko ebaketa; e) Artezketa eta leunketa

Ebaki ondoren,SiC obleaksarritan lodiera eta gainazaleko irregulartasunetan inkoherentziak erakusten dituzte, tratamendu gehiago berdindu behar direlarik. Hau artezketarekin hasten da mikra-mailako gainazaleko desnibelak ezabatzeko. Fase honetan, ekintza urratzaileak marradura finak eta gainazaleko akatsak sor ditzake. Beraz, ondorengo leunketa-pausoa funtsezkoa da ispilu itxurako akabera lortzeko. Artezketa ez bezala, leuntzeak urratzaile finagoak erabiltzen ditu eta arreta zorrotza behar du marradurak edo barruko kalteak saihesteko, gainazaleko leuntasun maila handia bermatuz.

Prozedura horien bidez,SiC obleakprozesaketa zakarretik doitasuneko mekanizaziora eboluzionatu, azken finean, errendimendu handiko gailuetarako egokia den ispilu itxurako gainazal laua lortuz. Hala ere, leundutako obleen perimetroaren inguruan sarritan sortzen diren ertz zorrotzei aurre egitea ezinbestekoa da. Ertz zorrotz hauek beste objektu batzuekin kontaktuan hautsi daitezke. Hauskortasun hori arintzeko, oblearen perimetroaren ertzak artezteko beharrezkoa da. Industria-arauak ezarri dira obleen fidagarritasuna eta segurtasuna bermatzeko ondorengo erabileran.

SiC-ren aparteko gogortasunak material urratzaile ezin hobea bihurtzen du mekanizazio-aplikazio ezberdinetan. Hala ere, honek SiC bolak obleetan prozesatzeko erronkak ere baditu, etengabe optimizatzen ari den prozesu luze eta konplexua baita. Ebakitzeko metodo tradizionalak hobetzeko berrikuntza itxaropentsu bat laser bidezko ebaketa teknologia da. Teknika honetan, laser izpi bat SiC kristal zilindrikoaren goialdetik zuzentzen da, nahi den ebaketa-sakonerara fokatuz, kristalaren barruan aldatutako zona bat sortzeko. Gainazal osoa eskaneatzeaz, aldatutako zona hori pixkanaka plano batean zabaltzen da, xafla meheak bereizteko aukera emanez. Ohiko hari anitzeko ebaketarekin alderatuta, sarritan kerf-galera handia eragiten duena eta gainazaleko irregulartasunak sor ditzakeena, laser-ebakitzeak nabarmen murrizten du kerf galera eta prozesatzeko denbora, etorkizuneko garapenetarako metodo itxaropentsu gisa kokatuz.

Ebakitzeko beste teknologia berritzaile bat deskarga elektrikoaren ebaketa aplikatzea da, metalezko hari baten eta SiC kristalaren arteko deskargak sortzen dituena. Metodo honek kerf-galera murrizteko abantailak ditu prozesatzeko eraginkortasuna areagotzen duen bitartean.

Ikuspegi bereizgarriaSiC ostiaekoizpenak SiC kristal bakarreko film mehe bat substratu heterogeneo bati atxikitzea dakar, eta horrela fabrikatuz.SiC obleak. Lotura eta urruntze prozesu hau SiC kristal bakarrean hidrogeno ioiak aurrez zehaztutako sakonerara injektatzen hasten da. SiC kristala, gaur egun ioi-inplantatutako geruzaz hornitua, euskarri leun baten gainean jartzen da, hala nola SiC polikristalinoa. Presioa eta beroa aplikatuz, SiC kristal bakarreko geruza euskarri-substratura transferitzen da, urrunketa osatuz. Transferitutako SiC geruzak gainazala berdintzeko tratamendua jasaten du eta lotura-prozesuan berrerabili daiteke. Substratu euskarriaren kostua SiC kristal bakarrekoa baino txikiagoa bada ere, erronka teknikoak geratzen dira. Hala ere, arlo honetako ikerkuntzak eta garapenak aktiboki aurrera jarraitzen dute, fabrikazio-kostu orokorrak murrizteko asmoz.SiC obleak.

Laburbilduz, izapidetzeaSiC kristal bakarreko substratuakfase anitz hartzen ditu, artezketa eta xerratzetik leunketa eta ertz tratamenduraino. Laser ebaketa eta deskarga elektrikoaren mekanizazioa bezalako berrikuntzek eraginkortasuna hobetzen eta material-hondakinak murrizten ari dira, substratu lotzeko metodo berriek, berriz, obleak ekoizteko kostu eraginkorrak lortzeko bide alternatiboak eskaintzen dituzte. Industriak teknika eta estandarrak hobetzen ahalegintzen jarraitzen duen heinean, azken helburua kalitate handiko ekoizpena izaten jarraitzen du.SiC obleakgailu elektroniko aurreratuen eskakizunak betetzen dituztenak.