SiC обработка на подлогата со единечен кристал

Монокристали на силициум карбид (SiC).првенствено се произведуваат со методот на сублимација. По отстранувањето на кристалот од садот, потребни се неколку сложени чекори за обработка за да се создадат употребливи наполитанки. Првиот чекор е да се одреди кристалната ориентација на булата SiC. По ова, булето се подложува на мелење со надворешен дијаметар за да се постигне цилиндрична форма. За n-тип на SiC обланди, кои вообичаено се користат во уреди за напојување, и горната и долната површина на цилиндричниот кристал обично се обработуваат за да се создаде рамнина под агол од 4° во однос на лицето {0001}.

Следно, обработката продолжува со насочено сечење на рабовите или засеците за да се одреди кристалната ориентација на површината на обландата. Во производството на голем дијаметарSiC наполитанки, насочен засек е вообичаена техника. Цилиндричниот единечен кристал SiC потоа се сече на тенки листови, првенствено користејќи техники на сечење со повеќе жица. Овој процес вклучува поставување на абразиви помеѓу жицата за сечење и SiC кристалот додека се врши притисок за да се олесни движењето на сечењето.

Сл. 1  Преглед на технологијата за обработка на нафора со SiC

(а) Отстранување на SiC ингот од садот; (б) Цилиндрично мелење; (в) Насочено сечење на рабовите или засеците; (г) Повеќежично сечење; (д) Мелење и полирање

По сечењето, наSiC наполитанкичесто покажуваат недоследности во дебелината и површинските неправилности, поради што е потребен понатамошен третман за израмнување. Ова започнува со мелење за да се елиминира нерамномерноста на површината на ниво на микрони. Во текот на оваа фаза, абразивното дејство може да внесе фини гребнатини и несовршености на површината. Така, последователниот чекор на полирање е од клучно значење за да се постигне завршница слична на огледало. За разлика од мелењето, полирањето користи пофини абразиви и бара внимателна грижа за да се спречат гребнатини или внатрешни оштетувања, обезбедувајќи висок степен на мазност на површината.

Преку овие постапки,SiC наполитанкиеволуира од груба обработка до прецизна обработка, што на крајот резултира со рамна површина слична на огледало погодна за уреди со високи перформанси. Сепак, од суштинско значење е решавањето на острите рабови кои често се формираат околу периметарот на полираните наполитанки. Овие остри рабови се подложни на кршење при контакт со други предмети. За да се ублажи оваа кршливост, потребно е мелење на рабовите на периметарот на обландата. Воспоставени се индустриски стандарди за да се обезбеди сигурност и безбедност на наполитанките при последователна употреба.

Исклучителната цврстина на SiC го прави идеален абразивен материјал во различни апликации за обработка. Сепак, ова, исто така, претставува предизвици во обработката на буловите SiC во обланди, бидејќи тоа е долготраен и сложен процес кој континуирано се оптимизира. Една ветувачка иновација за подобрување на традиционалните методи на сечење е технологијата за ласерско сечење. Во оваа техника, ласерскиот зрак е насочен од врвот на цилиндричниот SiC кристал, фокусирајќи се на саканата длабочина на сечење за да создаде изменета зона во кристалот. Со скенирање на целата површина, оваа модифицирана зона постепено се проширува во рамнина, овозможувајќи одвојување на тенки листови. Во споредба со конвенционалното сечење со повеќе жици, кое често предизвикува значителни загуби на гребенот и може да внесе површински неправилности, ласерското сечење значително го намалува губењето на гребенот и времето за обработка, позиционирајќи го како ветувачки метод за идните случувања.

Друга иновативна технологија за сечење е примената на сечење со електрично празнење, кое генерира празнења помеѓу металната жица и кристалот SiC. Овој метод може да се пофали со предности во намалувањето на загубата на гребенот додека дополнително ја зголемува ефикасноста на обработката.

Карактеристичен пристап конSiC нафорапроизводството вклучува лепење на тенок филм од SiC еден кристал на хетерогена подлога, со што се фабрикуваSiC наполитанки. Овој процес на поврзување и одвојување започнува со вбризгување на водородни јони во единечниот кристал SiC до однапред одредена длабочина. Кристалот SiC, сега опремен со јонски имплантиран слој, е поставен на мазна потпорна подлога, како што е поликристалниот SiC. Со примена на притисок и топлина, слојот од еден кристал SiC се пренесува на потпорната подлога, завршувајќи го одвојувањето. Пренесениот SiC слој е подложен на обработка на површинско израмнување и може повторно да се користи во процесот на сврзување. Иако цената на потпорната подлога е пониска од онаа на единечните кристали SiC, техничките предизвици остануваат. Сепак, истражувањето и развојот во оваа област продолжуваат активно да напредуваат, со цел да се намалат вкупните производствени трошоци наSiC наполитанки.

Сумирано, обработката наSiC монокристални подлогивклучува повеќе фази, од мелење и сечење до полирање и обработка на рабовите. Иновациите како што се ласерското сечење и обработката со електрично празнење ја подобруваат ефикасноста и го намалуваат отпадот од материјалот, додека новите методи на лепење на подлогата нудат алтернативни патишта за економично производство на нафора. Бидејќи индустријата продолжува да се стреми кон подобрени техники и стандарди, крајната цел останува производството на висококвалитетниSiC наполитанкикои ги задоволуваат барањата на напредните електронски уреди.