2. Eksperimentell prosess
2.1 Herding av selvklebende film
Det ble observert at direkte lage en karbonfilm eller liming med grafittpapir påSiC-skiverbelagt med lim førte til flere problemer:
1. Under vakuumforhold, limfilmen påSiC-skiverutviklet et skalaliknende utseende på grunn av betydelig luftutslipp, noe som resulterer i overflateporøsitet. Dette forhindret limlagene i å binde seg skikkelig etter karbonisering.
2. Under liming viloblatmå legges på grafittpapiret på én gang. Hvis reposisjonering skjer, kan ujevnt trykk redusere limets jevnhet, og påvirke limkvaliteten negativt.
3. Ved vakuumoperasjoner forårsaket frigjøring av luft fra klebemiddellaget avskalling og dannelse av mange hulrom inne i limfilmen, noe som resulterte i festefeil. For å løse disse problemene, forhåndstørke limet påwafersliming av overflate med en varmeplate etter spin-coating anbefales.
2.2 Karboniseringsprosess
Prosessen med å lage en karbonfilm påSiC frø waferog liming av det til grafittpapir krever karbonisering av klebemiddellaget ved en spesifikk temperatur for å sikre tett liming. Ufullstendig karbonisering av limlaget kan føre til nedbrytning under vekst, og frigjøre urenheter som påvirker krystallvekstkvaliteten. Derfor er det avgjørende å sikre fullstendig karbonisering av limlaget for binding med høy tetthet. Denne studien undersøker effekten av temperatur på limkarbonisering. Et jevnt lag med fotoresist ble påførtoblatoverflaten og plassert i en rørovn under vakuum (<10 Pa). Temperaturen ble hevet til forhåndsinnstilte nivåer (400 ℃, 500 ℃ og 600 ℃) og opprettholdt i 3-5 timer for å oppnå karbonisering.
Eksperimenter angitt:
Ved 400 ℃, etter 3 timer, karboniserte ikke den klebende filmen og virket mørkerød; ingen signifikant endring ble observert etter 4 timer.
Ved 500 ℃, etter 3 timer, ble filmen svart, men sendte fortsatt lys; ingen signifikant endring etter 4 timer.
Ved 600 ℃, etter 3 timer, ble filmen svart uten lystransmisjon, noe som indikerer fullstendig karbonisering.
Den passende bindingstemperaturen må derfor være ≥600 ℃.
2.3 Påføringsprosess for lim
Ensartetheten til limfilmen er en kritisk indikator for å evaluere limpåføringsprosessen og sikre et jevnt bindelag. Denne delen utforsker den optimale sentrifugehastigheten og belegningstiden for forskjellige limfilmtykkelser. Ensartetheten
u av filmtykkelsen er definert som forholdet mellom minimum filmtykkelse Lmin og maksimal filmtykkelse Lmax over bruksområdet. Fem punkter på waferen ble valgt for å måle filmtykkelsen, og jevnheten ble beregnet. Figur 4 illustrerer målepunktene.
For binding med høy tetthet mellom SiC wafer og grafittkomponenter er den foretrukne limfilmtykkelsen 1-5 µm. En filmtykkelse på 2 µm ble valgt, egnet for både karbonfilmfremstilling og wafer/grafittpapirbindingsprosesser. De optimale spin-coating-parametrene for det karboniserende limet er 15 s ved 2500 r/min, og for bindingslimet 15 s ved 2000 r/min.
2.4 Bindingsprosess
Under bindingen av SiC-platen til grafitt/grafittpapir er det avgjørende å fullstendig eliminere luft og organiske gasser som genereres under karbonisering fra bindingslaget. Ufullstendig gasseliminering resulterer i tomrom, noe som fører til et ikke-tett bindelag. Luften og organiske gasser kan evakueres ved hjelp av en mekanisk oljepumpe. I utgangspunktet sikrer kontinuerlig drift av den mekaniske pumpen at vakuumkammeret når sin grense, noe som tillater fullstendig luftfjerning fra bindelaget. Rask temperaturøkning kan forhindre rettidig gasseliminering under høytemperaturkarbonisering, og danner hulrom i bindingslaget. Adhesive egenskaper indikerer betydelig utgassing ved ≤120 ℃, stabilisering over denne temperaturen.
Ytre trykk påføres under liming for å øke tettheten til limfilmen, noe som letter utstøtingen av luft og organiske gasser, noe som resulterer i et bindelag med høy tetthet.
Oppsummert ble bindingsprosesskurven vist i figur 5 utviklet. Under spesifikt trykk heves temperaturen til utgassingstemperaturen (~120 ℃) og holdes til utgassingen er fullført. Deretter økes temperaturen til karboniseringstemperaturen, opprettholdes i den nødvendige varigheten, etterfulgt av naturlig avkjøling til romtemperatur, trykkavlastning og fjerning av den bundne waferen.
I henhold til avsnitt 2.2, må den selvklebende filmen karboniseres ved 600 ℃ i over 3 timer. Derfor, i bindingsprosesskurven, er T2 satt til 600 ℃ og t2 til 3 timer. De optimale verdiene for bindingsprosesskurven, bestemt gjennom ortogonale eksperimenter som studerer effekten av bindingstrykk, første trinns oppvarmingstid t1 og andre trinns oppvarmingstid t2 på bindingsresultater, er vist i tabell 2-4.
Resultater angitt:
Ved et bindingstrykk på 5 kN hadde oppvarmingstiden minimal innvirkning på bindingen.
Ved 10 kN avtok hulromsarealet i bindingslaget ved lengre førstegangsoppvarming.
Ved 15 kN, utvidelse av første trinns oppvarming reduserte hulrommene betydelig, og til slutt eliminerte dem.
Andre trinns oppvarmingstids effekt på binding var ikke tydelig i de ortogonale testene. Fastsettelse av bindingstrykket til 15 kN og oppvarmingstiden for første trinn til 90 minutter, andre trinns oppvarmingstid på 30, 60 og 90 minutter resulterte alle i tomromsfrie tette bindingslag, noe som indikerer at oppvarmingstiden i andre trinn hadde liten innvirkning på bindingen.
Optimale verdier for bindingsprosesskurven er: bindingstrykk 15 kN, første trinns oppvarmingstid 90 min, første trinns temperatur 120 ℃, andre trinns oppvarmingstid 30 min, andre trinns temperatur 600 ℃, og andre trinns holdetid 3 timer.
Innleggstid: Jun-11-2024