Undersøgelse af en generel metode til polering af SiC-wafere til fladhed på atomniveau

Undersøgelse af en generel metode til polering af SiC-wafere til fladhed på atomniveau

Siliciumcarbid (SiC) er afgørende for væksten af ​​grafen som et substratmateriale for epitaksial grafen. PAM-XIAMEN kan tilbyde SiC-substrat til grafenvækst, specifikation somhttps://www.powerwaywafer.com/sic-wafer/sic-wafer-substrate.html.

Grafen dyrket på forskellige krystalplaner af SiC har forskellige elektroniske egenskaber. Derfor kan valg af SiC-substrater med forskellige krystalplaner til at dyrke grafen opnå reguleringen af ​​grafens elektriske egenskaber. Overfladeruheden af ​​substratet er en af ​​nøglefaktorerne for den epitaksiale vækst af ultrahøjkvalitetsgrafen på SiC-substrater, hvilket kræver, at overfladen opnår fladhed på atomniveau. På grund af SiCs høje hårdhed og gode kemiske stabilitet er det imidlertid vanskeligt at behandle det. Til dette formål har forskere foreslået en effektiv og universel metode til at opnå fladhed på atomniveau af SiC-overflader på et hvilket som helst krystalplan gennem systematisk slibning, mekanisk polering og kemisk mekanisk polering (CMP). Dette lægger et solidt grundlag for væksten af ​​grafen med forskellige elektriske egenskaber og forarbejdning af halvlederenheder i fremtiden.

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.

Fig. 1 AFM billede af Si overflade efter 9 timer (a, b) af silica suspension CMP

Fig. 1 AFM billede af Si overflade efter 9 timer (a, b) af silica suspension CMP

Fig. 2 AFM-billeder af N overflader (1-105) efter (a) 25 minutter og (b) 30 minutters silicasuspension CMP

Fig. 2 AFM-billeder af N overflader (1-105) efter (a) 25 minutter og (b) 30 minutters silicasuspension CMP

Sammenfattende, baseret på forskellene i fysiske og kemiske egenskaber af forskellige krystalplaner af SiC, er det muligt at opnå den nødvendige substratruhed for højkvalitets grafenvækst på ethvert krystalplan ved at justere procesparametre. Dette resultat vil give et godt forskningsgrundlag og udvide anvendelsesmulighederne for siliciumcarbid til den næste generation af bredbåndsgab-halvledere og elektroniske enheder baseret på epitaksial grafen.

For mere information, kontakt os venligst e-mail påvictorchan@powerwaywafer.com og powerwaymaterial@gmail.com.

Del dette opslag