Cacbua silic bán dẫn (4H SiC) có các đặc tính tuyệt vời như vùng cấm rộng, cường độ trường phân hủy cao, độ linh động điện tử cao, độ dẫn nhiệt cao và độ ổn định hóa học tốt. Nó đã chứng tỏ tiềm năng ứng dụng quan trọng trong các lĩnh vực như điện tử công suất, vi sóng tần số vô tuyến và thông tin lượng tử. Chất nền 4H-SiC là vật liệu cơ bản cho các thiết bị 4H-SiC khác nhau. Thêm thông số kỹ thuật nền SiC do PAM-XIAMEN cung cấp, vui lòng tham khảohttps://www.powerwaywafer.com/sic-wafer/sic-wafer-substrate.html.

1. Tại sao chúng ta nên nghiên cứu thiệt hại bề mặt phụ của chất nền 4H-SiC?

Quá trình xử lý cơ học chất nền 4H-SiC chủ yếu bao gồm cắt, mài và đánh bóng cơ học hóa học. Do độ cứng và độ giòn cao của 4H-SiC nên nó dễ bị hư hỏng đáng kể trong quá trình gia công. Mặc dù việc đánh bóng cơ học hóa học có thể mang lại một bề mặt nhẵn thích hợp cho sự phát triển epiticular trên chất nền 4H-SiC, nhưng vẫn có thể có hư hỏng ở các vùng bề mặt phụ của chúng. Những hư hỏng dưới bề mặt này có thể đóng vai trò là điểm tạo mầm cho sự sai lệch trong quá trình phát triển tiếp theo của màng epiticular 4H SiC, ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng của màng epiticular 4H SiC.

Hiện tại, các đặc tính và nguyên nhân gây hư hỏng bề mặt phụ trên chất nền 4H-SiC vẫn chưa rõ ràng, khiến các nhà nghiên cứu gặp khó khăn trong việc phát triển các kỹ thuật xử lý mới có mục tiêu để loại bỏ chúng. Do đó, việc xác định chính xác thiệt hại dưới bề mặt trong chất nền SiC 4H và làm sáng tỏ các đặc tính cũng như nguồn gốc của nó có ý nghĩa rất lớn trong việc cải thiện chất lượng của chất nền SiC 4H.

2.Nghiên cứu về thiệt hại dưới bề mặt 4H-SiC

Gần đây, các nhà nghiên cứu đã xác định chính xác thiệt hại dưới bề mặt trên chất nền SiC 4H thông qua ăn mòn quang hóa và phân tích đặc tính của thiệt hại dưới bề mặt thông qua quang phổ Raman và ăn mòn kiềm nóng chảy.

Hình 1 (a) Sơ đồ ăn mòn quang hóa, cũng như hình ảnh kính hiển vi quang học và kính hiển vi lực nguyên tử về hư hỏng dưới bề mặt trên đế 4H-SiC sau ăn mòn quang hóa; (b) Sơ đồ ăn mòn kiềm nóng chảy, cũng như hình ảnh kính hiển vi điện tử quét và quang học về hư hỏng dưới bề mặt trên đế 4H-SiC sau khi ăn mòn kiềm nóng chảy.

Hình 2 (a) Mài; b) Đánh bóng cơ học bằng hóa chất; (c) Ăn mòn quang hóa; Và (d) sơ đồ nguyên lý của chất nền 4H-SiC và hư hỏng bề mặt phụ của nó sau khi ăn mòn kiềm nóng chảy.

Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng tổn thương dưới bề mặt vẫn ở dạng kết tinh và chỉ bị ảnh hưởng bởi ứng suất. Sau khi ăn mòn kiềm nóng chảy, hình thái hư hỏng bề mặt phụ tương tự như vết xước bề mặt trong ăn mòn kiềm nóng chảy và kích thước của nó tương tự như kích thước hạt mài mòn được sử dụng trong quá trình mài. Điều này chỉ ra rằng hư hỏng bề mặt phụ trong chất nền SiC 4H chủ yếu được gây ra bởi quá trình mài chất nền, thay vì đánh bóng cơ học hóa học.

Để hạn chế hư hỏng dưới bề mặt, cần cải thiện quá trình mài nền hoặc kéo dài thời gian đánh bóng cơ học hóa học để loại bỏ hoàn toàn lớp hư hỏng do mài gây ra. Điều này sẽ góp phần phát triển công nghệ xử lý chất nền 4H-SiC chất lượng cao.

Để biết thêm thông tin, xin vui lòng liên hệ với chúng tôi email tạivictorchan@powerwaywafer.com và powerwaymaterial@gmail.com.