Карбид кремния (SiC) имеет решающее значение для роста графена в качестве материала подложки для эпитаксиального графена. PAM-XIAMEN может предложить подложку SiC для выращивания графена, спецификация какhttps://www.powerwaywafer.com/sic-wafer/sic-wafer-substrate.html.

Графен, выращенный на разных кристаллических плоскостях SiC, имеет разные электронные свойства. Следовательно, выбор подложек SiC с разными кристаллическими плоскостями для выращивания графена может обеспечить регулирование электрических свойств графена. Шероховатость поверхности подложки является одним из ключевых факторов для эпитаксиального роста графена сверхвысокого качества на подложках SiC, для чего требуется, чтобы поверхность достигла плоскостности на атомном уровне. Однако из-за высокой твердости и хорошей химической стабильности SiC его трудно обрабатывать. С этой целью исследователи предложили эффективный и универсальный метод достижения плоскостности поверхностей SiC на атомном уровне на любой кристаллической плоскости путем систематического шлифования, механической полировки и химико-механической полировки (ХМП). Это закладывает прочную основу для выращивания графена с различными электрическими свойствами и обработки полупроводниковых устройств в будущем.

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.

Рис. 1. АСМ-изображение поверхности Si через 9 часов (а, б) суспензии кремнезема ХМП.

Рис. 2. АСМ-изображения поверхностей N (1-105) через 25 минут (а) и 30 минут (б) после воздействия суспензии кремнезема CMP.

Таким образом, исходя из различий физических и химических свойств разных кристаллических плоскостей SiC, можно достичь необходимой шероховатости подложки для качественного роста графена на любой кристаллической плоскости путем регулирования параметров процесса. Этот результат обеспечит хорошую исследовательскую основу и расширит перспективы применения карбида кремния для следующего поколения широкозонных полупроводников и электронных устройств на основе эпитаксиального графена.

Для получения дополнительной информации, пожалуйста, свяжитесь с нами по электронной почте по адресуvictorchan@powerwaywafer.com и powerwaymaterial@gmail.com.