2. පර්යේෂණාත්මක ක්රියාවලිය
2.1 ඇලවුම් පටලය සුව කිරීම
සෘජුවම කාබන් පටලයක් නිර්මාණය කිරීම හෝ මිනිරන් කඩදාසි සමඟ බන්ධනය කිරීම නිරීක්ෂණය වියSiC වේෆර්මැලියම් සමඟ ආලේප කිරීම ගැටළු කිහිපයකට හේතු විය:
1. රික්ත තත්වයන් යටතේ, ඇලවුම් චිත්රපටය මතSiC වේෆර්සැලකිය යුතු වායු මුදා හැරීමක් හේතුවෙන් පරිමාණයට සමාන පෙනුමක් වර්ධනය වූ අතර, එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස මතුපිට සිදුරු ඇති විය. මෙය කාබනීකරණයෙන් පසු මැලියම් ස්ථර නිසි ලෙස බන්ධනය වීම වළක්වා ඇත.
2. බන්ධනය අතරතුර, දවේෆර්එක් වරක් මිනිරන් කඩදාසි මත තැබිය යුතුය. නැවත ස්ථානගත කිරීම සිදුවන්නේ නම්, අසමාන පීඩනය ඇලවුම් ඒකාකාරිත්වය අඩු කළ හැකි අතර, බන්ධන ගුණාත්මක භාවයට අහිතකර ලෙස බලපායි.
3. රික්ත මෙහෙයුම් වලදී, ඇලවුම් ස්ථරයෙන් වාතය මුදා හැරීම නිසා පීල් කිරීම සහ ඇලවුම් පටලය තුළ නොයෙකුත් හිස් තැන් ඇති වීම නිසා බන්ධන දෝෂ ඇති විය. මෙම ගැටළු විසඳීම සඳහා, මැලියම් මත මැලියම් පූර්ව වියළීමවේෆර්ගේස්පින්-ආලේපනයෙන් පසු උණුසුම් තට්ටුවක් භාවිතයෙන් බන්ධන මතුපිට නිර්දේශ කරනු ලැබේ.
2.2 කාබන්කරණ ක්රියාවලිය
මත කාබන් පටලයක් නිර්මාණය කිරීමේ ක්රියාවලියSiC බීජ වේෆර්සහ ග්රැෆයිට් කඩදාසි වලට එය බන්ධනය කිරීම සඳහා දැඩි බන්ධන සහතික කිරීම සඳහා නිශ්චිත උෂ්ණත්වයකදී ඇලවුම් ස්ථරයේ කාබන්කරණය අවශ්ය වේ. මැලියම් ස්ථරයේ අසම්පූර්ණ කාබන්ඩයොක්සයිඩ් වර්ධනය තුළ එහි දිරාපත් වීමට හේතු විය හැක, ස්ඵටික වර්ධන ගුණාත්මක භාවයට බලපාන අපද්රව්ය නිකුත් කරයි. එබැවින්, අධික ඝනත්ව බන්ධනය සඳහා ඇලවුම් ස්ථරයේ සම්පූර්ණ කාබන්කරණය සහතික කිරීම ඉතා වැදගත් වේ. මෙම අධ්යයනය ඇලවුම් කාබනීකරණය මත උෂ්ණත්වයේ බලපෑම පරීක්ෂා කරයි. ෆොටෝ රෙසිස්ට් ඒකාකාර තට්ටුවක් යොදන ලදීවේෆර්මතුපිට සහ රික්තක (<10 Pa) යටතේ නල උදුනක තබා ඇත. උෂ්ණත්වය පෙර සැකසූ මට්ටම්වලට (400℃, 500℃, සහ 600℃) දක්වා ඉහළ නංවා කාබන්කරණය ලබා ගැනීම සඳහා පැය 3-5ක් පවත්වා ගෙන යන ලදී.
අත්හදා බැලීම් පෙන්වා ඇත:
400℃ දී, පැය 3 කට පසුව, ඇලවුම් චිත්රපටය කාබන්ඩයොක්සයිඩ් නොවන අතර තද රතු පාටින් දිස් විය; පැය 4 කට පසු සැලකිය යුතු වෙනසක් දක්නට නොලැබුණි.
500℃ දී, පැය 3 කට පසු, චිත්රපටය කළු පැහැයට හැරුණත් තවමත් ආලෝකය සම්ප්රේෂණය විය; පැය 4 කට පසු සැලකිය යුතු වෙනසක් නොමැත.
600℃ දී, පැය 3 කට පසු, චිත්රපටය ආලෝක සම්ප්‍රේෂණයකින් තොරව කළු පැහැයට හැරී, සම්පූර්ණ කාබන්කරණය පෙන්නුම් කරයි.
මේ අනුව, සුදුසු බන්ධන උෂ්ණත්වය ≥600℃ විය යුතුය.
2.3 ඇලවුම් අයදුම් කිරීමේ ක්රියාවලිය
ඇලවුම් චිත්රපටයේ ඒකාකාරිත්වය ඇලවුම් යෙදුම් ක්රියාවලිය ඇගයීම සහ ඒකාකාර බන්ධන ස්ථරයක් සහතික කිරීම සඳහා තීරනාත්මක දර්ශකයකි. මෙම කොටස විවිධ ඇලවුම් පටල ඝණකම සඳහා ප්රශස්ත භ්රමණ වේගය සහ ආලේපන කාලය ගවේෂණය කරයි. ඒකාකාරී බව
චිත්‍රපට ඝණත්වයේ u යනු ප්‍රයෝජනවත් ප්‍රදේශයට වඩා අවම චිත්‍රපට ඝණකම Lmin සහ උපරිම චිත්‍රපට ඝණකම Lmax අතර අනුපාතය ලෙස අර්ථ දැක්වේ. පටල ඝණකම මැනීම සඳහා වේෆර් මත ලකුණු පහක් තෝරාගෙන ඇති අතර, ඒකාකාරිත්වය ගණනය කරන ලදී. රූප සටහන 4 මගින් මිනුම් ලක්ෂ්‍ය විදහා දක්වයි.
SiC වේෆර් සහ මිනිරන් කොටස් අතර අධික ඝනත්ව බන්ධනය සඳහා, කැමති ඇලවුම් පටල ඝනකම 1-5 µm වේ. කාබන් පටල සකස් කිරීම සහ වේෆර්/මිනිරන් කඩදාසි බන්ධන ක්‍රියාවලීන් යන දෙකටම අදාළ වන 2 µm ක පටල ඝනකමක් තෝරා ගන්නා ලදී. කාබනීකරණ ඇලවුම් සඳහා ප්රශස්ත භ්රමණය-ආලේපන පරාමිතීන් 2500 r / min දී 15 s, සහ බන්ධන ඇලවුම් සඳහා, 2000 r / min දී 15 s.
2.4 බන්ධන ක්රියාවලිය
SiC වේෆර් ග්රැෆයිට්/මිනිරන් කඩදාසිවලට බන්ධනය කිරීමේදී, කාබන්කරණයේදී ජනනය වන වාතය සහ කාබනික වායූන් බන්ධන ස්ථරයෙන් සම්පූර්ණයෙන්ම ඉවත් කිරීම ඉතා වැදගත් වේ. අසම්පූර්ණ වායු තුරන් කිරීමේ ප්රතිඵලයක් ලෙස හිස් තැන් ඇති වන අතර, ඝන නොවන බන්ධන ස්ථරයකට මග පාදයි. යාන්ත්රික තෙල් පොම්පයක් භාවිතයෙන් වාතය සහ කාබනික වායූන් ඉවත් කළ හැකිය. මුලදී, යාන්ත්රික පොම්පයේ අඛණ්ඩ ක්රියාකාරීත්වය රික්තක කුටිය එහි සීමාවට ළඟාවීම සහතික කරයි, බන්ධන ස්ථරයෙන් සම්පූර්ණ වාතය ඉවත් කිරීමට ඉඩ සලසයි. සීඝ්ර උෂ්ණත්වය ඉහළ යාම, බන්ධන ස්ථරයේ හිස් තැනීම, ඉහළ උෂ්ණත්ව කාබනීකරණය තුළ කාලෝචිත වායුව ඉවත් කිරීම වළක්වා ගත හැකිය. මෙම උෂ්ණත්වයට වඩා ස්ථායී වන ≤120℃ හිදී සැලකිය යුතු වායු පිටවීමක් ඇලවුම් ගුණ පෙන්නුම් කරයි.
ඇලවුම් පටලයේ ඝනත්වය වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා බන්ධන අතරතුර බාහිර පීඩනය යොදනු ලැබේ, වාතය සහ කාබනික වායූන් ඉවත් කිරීමට පහසුකම් සලසයි, එහි ප්රතිඵලයක් වශයෙන් ඉහළ ඝනත්ව බන්ධන ස්ථරයක් ඇති වේ.
සාරාංශයක් ලෙස, රූප සටහන 5 හි දැක්වෙන බන්ධන ක්‍රියාවලි වක්‍රය වර්ධනය විය. නිශ්චිත පීඩනයක් යටතේ, උෂ්ණත්වය පිටත වායු උෂ්ණත්වය (~120℃) දක්වා ඉහළ නංවා වායුව සම්පූර්ණ වන තෙක් රඳවා තබා ගනී. ඉන්පසුව, උෂ්ණත්වය කාබන්ඩයොක්සයිඩ් උෂ්ණත්වයට වැඩි කර, අවශ්ය කාලසීමාව සඳහා නඩත්තු කරනු ලැබේ, පසුව කාමර උෂ්ණත්වයට ස්වභාවික සිසිලනය, පීඩනය මුදා හැරීම සහ බන්ධන ලද වේෆර් ඉවත් කිරීම.
2.2 වගන්තියට අනුව, ඇලවුම් පටලය 600℃ දී පැය 3 කට වැඩි කාලයක් කාබන්ඩයොක්සයිඩ් කළ යුතුය. එබැවින්, බන්ධන ක්‍රියාවලි වක්‍රයේ T2 600℃ සහ t2 සිට පැය 3 දක්වා සකසා ඇත. බන්ධන ක්‍රියාවලි වක්‍රය සඳහා ප්රශස්ත අගයන්, බන්ධන පීඩනය, පළමු අදියර තාපන කාලය t1 සහ බන්ධන ප්‍රතිඵල මත දෙවන අදියර තාපන කාලය t2 යන බලපෑම් අධ්යයනය කරමින් විකලාංග අත්හදා බැලීම් මගින් තීරණය කරනු ලැබේ, වගු 2-4 හි පෙන්වා ඇත.
ප්‍රතිඵල පෙන්වා ඇත:
5 kN බන්ධන පීඩනයකදී, තාපන කාලය බන්ධනයට අවම බලපෑමක් ඇති කළේය.
10 kN දී, බන්ධන ස්ථරයේ හිස් ප්රදේශය දිගු පළමු අදියර උණුසුම සමඟ අඩු විය.
15 kN දී, පළමු අදියර උණුසුම් දීර්ඝ කිරීම සැලකිය යුතු ලෙස අඩු හිස්, අවසානයේ ඔවුන් ඉවත්.
බන්ධනය මත දෙවන අදියර උණුසුම් කිරීමේ කාලයෙහි බලපෑම විකලාංග පරීක්ෂණ වලදී පැහැදිලි නොවීය. බන්ධන පීඩනය 15 kN සහ පළමු අදියර තාපන කාලය විනාඩි 90, දෙවන අදියර 30, 60, සහ 90 min හි බන්ධන පීඩනය සවි කිරීම, දෙවන අදියරේ තාපන කාලය පෙන්නුම් කරමින් හිස්-නිදහස් ඝන බන්ධන ස්ථර ඇති විය. බැඳීම මත සුළු බලපෑමක්.
බන්ධන ක්‍රියාවලි වක්‍රය සඳහා ප්රශස්ත අගයන් වනුයේ: බන්ධන පීඩනය 15 kN, පළමු අදියර තාපන කාලය විනාඩි 90, පළමු අදියර උෂ්ණත්වය 120℃, දෙවන අදියර තාපන කාලය විනාඩි 30, දෙවන අදියර උෂ්ණත්වය 600℃, සහ දෙවන අදියර රැඳවුම් කාලය පැය 3 යි.
පසු කාලය: ජූනි-11-2024