يعد كربيد السيليكون (SiC) أمرًا ضروريًا لنمو الجرافين كمادة ركيزة للجرافين الفوقي. يمكن لـ PAM-XIAMEN أن تقدم ركيزة SiC لنمو الجرافين، بمواصفات مثلhttps://www.powerwaywafer.com/sic-wafer/sic-wafer-substrate.html.

الجرافين المزروع على مستويات بلورية مختلفة من SiC له خصائص إلكترونية مختلفة. ولذلك، فإن اختيار ركائز SiC ذات مستويات بلورية مختلفة لزراعة الجرافين يمكن أن يحقق تنظيم الخواص الكهربائية للجرافين. تعد خشونة سطح الركيزة أحد العوامل الرئيسية للنمو الفوقي للجرافين عالي الجودة على ركائز SiC، الأمر الذي يتطلب السطح لتحقيق التسطيح على المستوى الذري. ومع ذلك، نظرًا للصلابة العالية والاستقرار الكيميائي الجيد لـ SiC، فمن الصعب معالجته. ولهذا الغرض، اقترح الباحثون طريقة فعالة وعالمية لتحقيق التسطيح على المستوى الذري لأسطح SiC على أي مستوى بلور من خلال الطحن المنهجي، والتلميع الميكانيكي، ومعالجة التلميع الميكانيكي الكيميائي (CMP). وهذا يضع أساسًا متينًا لنمو الجرافين بخصائص كهربائية مختلفة ومعالجة أجهزة أشباه الموصلات في المستقبل.

Due to the different atomic arrangement structures of SiC crystal faces, the process parameters were adjusted and optimized for different crystal faces during grinding and polishing, achieving atomic level flatness for all crystal faces. The crystal orientation of SiC determines the material removal rate (MRR) and the final surface quality after polishing. By analyzing and exploring the MRR mechanism of Si and C planes, and polishing the (1-105) plane with certain parameters based on this mechanism, the surface roughness of the (1-105) crystal plane is reduced to below 0.06 nm. In addition, this work has conducted in-depth discussions and analysis on the influencing factors and principles during the grinding and polishing processes of different crystal faces. The experimental results indicate that different crystal faces have different MRR during grinding, mechanical polishing, and CMP processes. For the grinding and mechanical polishing processes, the main determining factor of MRR is the material hardness, so the MRR of crystal planes with different hardness is also different, namely: C plane>Si plane>(1-105) plane. For the CMP process, MRR and final surface quality are mainly affected by the chemical reaction rate between silicon atoms and suspension, the fiber texture and material of polishing cloth, suspension particle size and flow rate, and polishing time. Compared with the Si surface, the (1-105) surface has higher chemical activity due to the presence of more dangling bonds, resulting in a MRR of nearly 18 times faster than the Si surface.

الشكل 1. صورة AFM لسطح Si بعد 9 ساعات (أ، ب) من تعليق السيليكا CMP

الشكل 2: صور AFM للأسطح N (1-105) بعد (أ) 25 دقيقة و(ب) 30 دقيقة من تعليق السيليكا CMP

باختصار، استنادًا إلى الاختلافات في الخواص الفيزيائية والكيميائية للمستويات البلورية المختلفة من SiC، من الممكن تحقيق خشونة الركيزة المطلوبة لنمو الجرافين عالي الجودة على أي مستوى بلورية عن طريق ضبط معلمات العملية. ستوفر هذه النتيجة أساسًا بحثيًا جيدًا وتوسع آفاق تطبيق كربيد السيليكون للجيل القادم من أشباه الموصلات ذات فجوة النطاق العريض والأجهزة الإلكترونية القائمة على الجرافين الفوقي.

لمزيد من المعلومات، يرجى الاتصال بنا على البريد الإلكترونيvictorchan@powerwaywafer.com و powerwaymaterial@gmail.com.