2. Próiseas Turgnamhach
2.1 Scannán greamaitheacha a leigheas
Tugadh faoi deara go díreach a chruthú scannán carbóin nó nascáil le páipéar graifít arsliseog SiCbrataithe le greamachán ba chúis le roinnt saincheisteanna:
1. Faoi choinníollacha bhfolús, an scannán greamaitheacha arsliseog SiCd'fhorbair cuma scála mar gheall ar scaoileadh suntasach aeir, rud a d'eascair porosity dromchla. Chuir sé seo cosc ar na sraitheanna greamaitheacha ó nascáil i gceart tar éis carbónú.
2. Le linn nascáil, ansliseogNí mór é a chur ar an bpáipéar graifíte in aon turas amháin. Má tharlaíonn athshuíomh, is féidir le brú míchothrom aonfhoirmeacht ghreamaitheach a laghdú, rud a fhágann go mbeidh tionchar diúltach aige ar cháilíocht an nascáil.
3. In oibríochtaí bhfolús, ba chúis le scaoileadh aer ón gciseal greamaitheacha feannadh agus foirmiú líon mór folúntas laistigh den scannán greamaitheacha, rud a d'eascair lochtanna nascáil. Chun aghaidh a thabhairt ar na saincheisteanna seo, réamh-thriomú an adhesive ar anwafer'sdromchla nascáil ag baint úsáide as pláta te tar éis casadh-sciath molta.
2.2 Próiseas Carbónú
An próiseas a chruthú scannán carbóin ar ansliseog síl SiCagus é a nascáil le páipéar graifíte éilíonn carbónú an ciseal ghreamaitheacha ag teocht ar leith chun a chinntiú an nascáil daingean. Is féidir le carbónú neamhiomlán an chiseal ghreamaitheach a dhianscaoileadh le linn fáis, ag scaoileadh neamhíonachtaí a dhéanann difear do chaighdeán fáis criostail. Dá bhrí sin, tá sé ríthábhachtach carbónú iomlán an chiseal ghreamaitheach a chinntiú le haghaidh nascáil ard-dlúis. Scrúdaíonn an staidéar seo éifeacht na teochta ar charbónú greamaitheacha. Cuireadh ciseal aonfhoirmeach de photoresist i bhfeidhm ar ansliseogdromchla agus a chur i foirnéise feadán faoi bhfolús (<10 Pa). Ardaíodh an teocht go leibhéil réamhshocraithe (400 ℃, 500 ℃, agus 600 ℃) agus a chothabháil ar feadh 3-5 uair an chloig chun carbónú a bhaint amach.
Turgnaimh léirithe:
Ag 400 ℃, tar éis 3 uair an chloig, ní raibh an scannán greamaitheach carbónú agus bhí an chuma dorcha dearg; níor tugadh faoi deara aon athrú suntasach tar éis 4 uair an chloig.
Ag 500 ℃, tar éis 3 uair an chloig, d'iompaigh an scannán dubh ach fós tarchuireadh solas; gan aon athrú suntasach tar éis 4 uair an chloig.
Ag 600 ℃, tar éis 3 uair an chloig, d'iompaigh an scannán dubh gan aon tarchur solais, rud a léiríonn carbónú iomlán.
Mar sin, ní mór an teocht nasctha oiriúnach a bheith ≥600 ℃.
2.3 Próiseas Iarratais Ghreamaitheacha
Is táscaire ríthábhachtach é aonfhoirmeacht an scannáin ghreamaitheacha chun an próiseas iarratais ghreamaitheach a mheas agus ciseal aonfhoirmeach nascáil a chinntiú. Scrúdaíonn an chuid seo an luas casadh is fearr agus an t-am brataithe le haghaidh tiús éagsúla scannáin ghreamaitheacha. An aonfhoirmeacht
u den tiús scannáin a shainmhínítear mar an cóimheas idir an tiús scannán íosta Lmin leis an tiús scannán uasta Lmax thar an limistéar úsáideach. Roghnaíodh cúig phointe ar an wafer chun tiús an scannáin a thomhas, agus ríomhadh an aonfhoirmeacht. Léiríonn Fíor 4 na pointí tomhais.
Le haghaidh nascáil ard-dlúis idir an wafer SiC agus na comhpháirteanna graifíte, is é 1-5 µm an tiús scannáin ghreamaitheacha is fearr. Roghnaíodh tiús scannáin 2 µm, infheidhme maidir le hullmhú scannán carbóin agus próisis nasctha páipéir wafer/graifíte. Is iad na paraiméadair spin-coating optamach don ghreamaitheach carbónúcháin ná 15 s ag 2500 r/nóim, agus don ghreamachán nasctha, 15 s ag 2000 r/nóim.
2.4 Próiseas Nascála
Le linn an wafer SiC a nascadh le páipéar graifíte/graifíte, tá sé ríthábhachtach an t-aer agus na gáis orgánacha a ghintear le linn carbónú ón gciseal nasctha a dhíchur go hiomlán. Fágann díothú neamhiomlán an gháis go mbíonn folúntas ann, rud a fhágann go bhfuil ciseal nasctha neamh-dlúth ann. Is féidir an t-aer agus gáis orgánacha a aslonnú le caidéal ola meicniúil. Ar dtús, cinntíonn oibriú leanúnach an chaidéil mheicniúil go sroicheann an seomra folúis a theorainn, rud a fhágann gur féidir aer iomlán a bhaint as an gciseal nasctha. Is féidir le hardú teochta tapa cosc a chur ar ghás a dhíchur go tráthúil le linn carbónú ardteochta, ag cruthú folús sa chiseal nascáil. Léiríonn airíonna greamaitheacha go bhfuil gású suntasach ag ≤120 ℃, ag cobhsú os cionn na teochta seo.
Cuirtear brú seachtrach i bhfeidhm le linn nascáil chun dlús an scannáin ghreamaitheacha a fheabhsú, rud a éascaíonn díbirt aer agus gáis orgánacha, rud a fhágann go bhfuil ciseal nasctha ard-dlúis ann.
Go hachomair, forbraíodh cuar an phróisis nasctha a thaispeántar i bhFíor 5. Faoi bhrú ar leith, ardaítear an teocht go dtí an teocht eisghásaithe (~ 120 ℃) agus coinnítear go dtí go mbeidh an t-éalú críochnaithe. Ansin, déantar an teocht a mhéadú go dtí an teocht carbónúcháin, a chothabháil ar feadh na tréimhse riachtanacha, agus ina dhiaidh sin fuarú nádúrtha go teocht an tseomra, scaoileadh brú, agus deireadh a chur leis an wafer nasctha.
De réir alt 2.2, ní mór an scannán greamaitheach a charbónú ag 600 ℃ ar feadh níos mó ná 3 uair an chloig. Mar sin, i gcuar an phróisis nasctha, socraítear T2 go 600 ℃ agus t2 go 3 uair an chloig. I dTáblaí 2-4 léirítear na luachanna optamacha do chuar an phróisis nascáil, arna gcinneadh trí thurgnaimh orthogonal a dhéanann staidéar ar éifeachtaí brú nascáil, am t1 chéadchéime t1, agus am téimh dara céim t2 ar thorthaí nasctha.
Léirigh na torthaí:
Ag brú nascáil 5 kN, ní raibh ach tionchar íosta ag an am téimh ar nascáil.
Ag 10 kN, tháinig laghdú ar an limistéar folús sa chiseal nasctha le téamh céadchéime níos faide.
Ag 15 kN, laghdaigh leathnú teasa an chéad chéim go suntasach na folústaí, deireadh a chur leo ar deireadh thiar.
Níorbh léir éifeacht an ama téimh dara céim ar nascáil sna tástálacha orthogonal. Nuair a socraíodh an brú nascáil ag 15 kN agus an t-am téimh den chéad chéim ag 90 nóiméad, mar thoradh ar na hamanna téimh dara céim de 30, 60, agus 90 nóiméad ar fad bhí sraitheanna dlúth nascáil saor ó neamhní, rud a léiríonn go raibh an t-am téimh dara céim. tionchar beag ar nascáil.
Is iad na luachanna is fearr le haghaidh cuar an phróisis nascáil ná: brú nascáil 15 kN, am téimh den chéad chéim 90 nóiméad, teocht an chéad chéim 120 ℃, am téimh dara céim 30 min, teocht dara céim 600 ℃, agus am sealbhaíochta dara céim 3 uair an chloig.
Am postála: Jun-11-2024