2. प्रायोगिक प्रक्रिया
2.1 चिपकने वाली फिल्म का इलाज
यह देखा गया कि सीधे कार्बन फिल्म बनाना या ग्रेफाइट पेपर के साथ बॉन्डिंग करनाSiC वेफर्सचिपकने वाले लेप से कई समस्याएं पैदा हुईं:
1. वैक्यूम स्थितियों के तहत, चिपकने वाली फिल्म चालू होती हैSiC वेफर्समहत्वपूर्ण वायु विमोचन के कारण एक स्केल जैसी उपस्थिति विकसित हुई, जिसके परिणामस्वरूप सतह में सरंध्रता आ गई। इसने कार्बोनाइजेशन के बाद चिपकने वाली परतों को ठीक से जुड़ने से रोका।
2. बॉन्डिंग के दौरानवफ़रग्रेफाइट पेपर पर एक ही बार में रखा जाना चाहिए। यदि पुनर्स्थापन होता है, तो असमान दबाव चिपकने वाली एकरूपता को कम कर सकता है, जो संबंध गुणवत्ता पर नकारात्मक प्रभाव डाल सकता है।
3. वैक्यूम संचालन में, चिपकने वाली परत से हवा निकलने के कारण चिपकने वाली फिल्म के भीतर छीलने और कई खालीपन का निर्माण होता है, जिसके परिणामस्वरूप बंधन दोष होता है। इन समस्याओं के समाधान के लिए, चिपकने वाले पदार्थ को पहले से सुखा लेंवेफर कास्पिन-कोटिंग के बाद गर्म प्लेट का उपयोग करके सतह को जोड़ने की सिफारिश की जाती है।
2.2 कार्बोनाइजेशन प्रक्रिया
पर कार्बन फिल्म बनाने की प्रक्रियाSiC बीज वेफरऔर इसे ग्रेफाइट पेपर से जोड़ने के लिए सख्त जुड़ाव सुनिश्चित करने के लिए एक विशिष्ट तापमान पर चिपकने वाली परत के कार्बोनाइजेशन की आवश्यकता होती है। चिपकने वाली परत का अधूरा कार्बोनाइजेशन विकास के दौरान इसके विघटन का कारण बन सकता है, जिससे अशुद्धियाँ निकलती हैं जो क्रिस्टल विकास की गुणवत्ता को प्रभावित करती हैं। इसलिए, उच्च-घनत्व संबंध के लिए चिपकने वाली परत का पूर्ण कार्बोनाइजेशन सुनिश्चित करना महत्वपूर्ण है। यह अध्ययन चिपकने वाले कार्बोनाइजेशन पर तापमान के प्रभाव की जांच करता है। पर फोटोरेसिस्ट की एक समान परत लगाई गईवफ़रसतह पर रखें और वैक्यूम (<10 Pa) के तहत एक ट्यूब भट्टी में रखें। तापमान को पूर्व निर्धारित स्तर (400℃, 500℃, और 600℃) तक बढ़ाया गया और कार्बोनाइजेशन प्राप्त करने के लिए 3-5 घंटे तक बनाए रखा गया।
प्रयोगों से संकेत मिला:
400℃ पर, 3 घंटे के बाद, चिपकने वाली फिल्म कार्बोनाइज नहीं हुई और गहरे लाल रंग की दिखाई दी; 4 घंटे के बाद कोई महत्वपूर्ण परिवर्तन नहीं देखा गया।
500℃ पर, 3 घंटे के बाद, फिल्म काली हो गई लेकिन फिर भी प्रकाश प्रसारित हुआ; 4 घंटे के बाद कोई महत्वपूर्ण परिवर्तन नहीं।
600℃ पर, 3 घंटे के बाद, फिल्म बिना किसी प्रकाश संचरण के काली हो गई, जो पूर्ण कार्बोनाइजेशन का संकेत देती है।
इस प्रकार, उपयुक्त बॉन्डिंग तापमान ≥600℃ होना चाहिए।
2.3 चिपकने वाला अनुप्रयोग प्रक्रिया
चिपकने वाली फिल्म की एकरूपता चिपकने वाली अनुप्रयोग प्रक्रिया का मूल्यांकन करने और एक समान संबंध परत सुनिश्चित करने के लिए एक महत्वपूर्ण संकेतक है। यह अनुभाग विभिन्न चिपकने वाली फिल्म मोटाई के लिए इष्टतम स्पिन गति और कोटिंग समय की पड़ताल करता है। एकरूपता
फिल्म की मोटाई के यू को उपयोगी क्षेत्र पर न्यूनतम फिल्म मोटाई एलमिन और अधिकतम फिल्म मोटाई एलमैक्स के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है। फिल्म की मोटाई मापने के लिए वेफर पर पांच बिंदुओं का चयन किया गया और एकरूपता की गणना की गई। चित्र 4 माप बिंदुओं को दर्शाता है।
SiC वेफर और ग्रेफाइट घटकों के बीच उच्च-घनत्व संबंध के लिए, पसंदीदा चिपकने वाली फिल्म की मोटाई 1-5 µm है। 2 µm की एक फिल्म मोटाई चुनी गई, जो कार्बन फिल्म तैयारी और वेफर/ग्रेफाइट पेपर बॉन्डिंग प्रक्रियाओं दोनों पर लागू होती है। कार्बोनाइजिंग एडहेसिव के लिए इष्टतम स्पिन-कोटिंग पैरामीटर 2500 आर/मिनट पर 15 एस हैं, और बॉन्डिंग एडहेसिव के लिए, 2000 आर/मिनट पर 15 एस हैं।
2.4 संबंध प्रक्रिया
SiC वेफर को ग्रेफाइट/ग्रेफाइट पेपर से जोड़ने के दौरान, बॉन्डिंग परत से कार्बोनाइजेशन के दौरान उत्पन्न हवा और कार्बनिक गैसों को पूरी तरह से खत्म करना महत्वपूर्ण है। अपूर्ण गैस निष्कासन के परिणामस्वरूप रिक्त स्थान बन जाता है, जिससे एक गैर-सघन बंधन परत बन जाती है। एक यांत्रिक तेल पंप का उपयोग करके हवा और कार्बनिक गैसों को निकाला जा सकता है। प्रारंभ में, यांत्रिक पंप का निरंतर संचालन यह सुनिश्चित करता है कि वैक्यूम चैम्बर अपनी सीमा तक पहुंच जाए, जिससे बॉन्डिंग परत से पूरी हवा को हटाया जा सके। तेजी से तापमान बढ़ने से उच्च तापमान वाले कार्बोनाइजेशन के दौरान समय पर गैस के निष्कासन को रोका जा सकता है, जिससे बॉन्डिंग परत में रिक्तियां बन जाती हैं। चिपकने वाले गुण ≤120℃ पर महत्वपूर्ण आउटगैसिंग का संकेत देते हैं, जो इस तापमान से ऊपर स्थिर होता है।
चिपकने वाली फिल्म के घनत्व को बढ़ाने के लिए बॉन्डिंग के दौरान बाहरी दबाव लगाया जाता है, जिससे हवा और कार्बनिक गैसों के निष्कासन की सुविधा मिलती है, जिसके परिणामस्वरूप उच्च घनत्व वाली बॉन्डिंग परत बनती है।
संक्षेप में, चित्र 5 में दिखाया गया बॉन्डिंग प्रक्रिया वक्र विकसित किया गया था। विशिष्ट दबाव के तहत, तापमान को आउटगैसिंग तापमान (~120℃) तक बढ़ाया जाता है और आउटगैसिंग पूरा होने तक बनाए रखा जाता है। फिर, तापमान को कार्बोनाइजेशन तापमान तक बढ़ाया जाता है, आवश्यक अवधि के लिए बनाए रखा जाता है, इसके बाद कमरे के तापमान तक प्राकृतिक रूप से ठंडा किया जाता है, दबाव छोड़ा जाता है और बंधे हुए वेफर को हटा दिया जाता है।
धारा 2.2 के अनुसार, चिपकने वाली फिल्म को 3 घंटे से अधिक समय तक 600℃ पर कार्बोनाइज करने की आवश्यकता होती है। इसलिए, बॉन्डिंग प्रक्रिया वक्र में, T2 को 600℃ और t2 को 3 घंटे पर सेट किया जाता है। बॉन्डिंग प्रक्रिया वक्र के लिए इष्टतम मान, बॉन्डिंग दबाव, पहले चरण के हीटिंग समय टी 1 और बॉन्डिंग परिणामों पर दूसरे चरण के हीटिंग समय टी 2 के प्रभावों का अध्ययन करने वाले ऑर्थोगोनल प्रयोगों के माध्यम से निर्धारित किए गए हैं, तालिका 2-4 में दिखाए गए हैं।
परिणाम दर्शाए गए:
5 kN के बॉन्डिंग दबाव पर, हीटिंग समय का बॉन्डिंग पर न्यूनतम प्रभाव पड़ता है।
10 kN पर, लंबे समय तक पहले चरण के हीटिंग के साथ बॉन्डिंग परत में शून्य क्षेत्र कम हो गया।
15 kN पर, पहले चरण के हीटिंग को बढ़ाने से रिक्त स्थान काफी कम हो गए, अंततः वे समाप्त हो गए।
ऑर्थोगोनल परीक्षणों में बॉन्डिंग पर दूसरे चरण के हीटिंग समय का प्रभाव स्पष्ट नहीं था। बॉन्डिंग दबाव को 15 kN पर और पहले चरण के तापन समय को 90 मिनट पर स्थिर करने से, दूसरे चरण के तापन समय 30, 60, और 90 मिनट के परिणामस्वरूप शून्य-मुक्त घनी बॉन्डिंग परतें प्राप्त हुईं, जो दूसरे चरण के हीटिंग समय का संकेत देती हैं। बॉन्डिंग पर थोड़ा असर.
बॉन्डिंग प्रक्रिया वक्र के लिए इष्टतम मान हैं: बॉन्डिंग दबाव 15 केएन, पहले चरण का हीटिंग समय 90 मिनट, पहले चरण का तापमान 120 ℃, दूसरे चरण का हीटिंग समय 30 मिनट, दूसरे चरण का तापमान 600 ℃, और दूसरे चरण का होल्डिंग समय 3 घंटे.
पोस्ट समय: जून-11-2024