Proces przygotowania kryształów zaszczepiających w hodowli monokryształów SiC 3

Weryfikacja wzrostu
Thewęglik krzemu (SiC)Kryształy zaszczepiające przygotowano zgodnie z opisanym procesem i sprawdzono poprzez hodowlę kryształów SiC. Zastosowaną platformą wzrostową był samodzielnie opracowany indukcyjny piec wzrostowy SiC o temperaturze wzrostu 2200 ℃, ciśnieniu wzrostu 200 Pa i czasie wzrostu 100 godzin.

Przygotowanie obejmowało a6-calowy wafel SiCz polerowaną powierzchnią węglową i krzemową, aopłatekjednorodność grubości ≤10 µm i chropowatość powierzchni krzemowej ≤0,3 nm. Przygotowano również papier grafitowy o średnicy 200 mm i grubości 500 µm, klej, alkohol i niestrzępiącą się ściereczkę.

ThePłytka SiCpowlekano wirowo klejem na spajaną powierzchnię przez 15 sekund przy 1500 obr./min.

Klej na powierzchni klejeniaPłytka SiCsuszono na gorącej płycie.

Papier grafitowy iPłytka SiC(powierzchnia klejąca skierowana w dół) ułożono w stosy od dołu do góry i umieszczono w piecu do tłoczenia na gorąco kryształu zaszczepiającego. Prasowanie na gorąco przeprowadzono według zadanego procesu prasowania na gorąco. Figura 6 przedstawia powierzchnię kryształów zaszczepiających po procesie wzrostu. Można zauważyć, że powierzchnia kryształów zaszczepiających jest gładka, bez oznak rozwarstwienia, co wskazuje, że kryształy zaszczepiające SiC przygotowane w tym badaniu mają dobrą jakość i gęstą warstwę wiążącą.

Wniosek
Biorąc pod uwagę obecne metody łączenia i zawieszania kryształów zaszczepiających, zaproponowano łączoną metodę wiązania i zawieszania. W badaniu skupiono się na przygotowaniu filmu węglowego iopłatek/grafitowego wymaganego dla tej metody procesu klejenia papieru, co prowadzi do następujących wniosków:

Lepkość kleju wymagana do utworzenia warstwy węgla na płytce powinna wynosić 100 mPa·s, a temperatura karbonizacji ≥600℃. Optymalnym środowiskiem karbonizacji jest atmosfera chroniona argonem. Jeśli odbywa się to w warunkach próżni, stopień próżni powinien wynosić ≤1 Pa.

Zarówno procesy karbonizacji, jak i wiązania wymagają utwardzania w niskiej temperaturze klejów karbonizacyjnych i wiążących na powierzchni płytki w celu usunięcia gazów z kleju, zapobiegając złuszczaniu się i pustym defektom w warstwie wiążącej podczas karbonizacji.

Klej wiążący do papieru waflowego/grafitowego powinien mieć lepkość 25 mPa·s przy nacisku klejenia ≥15 kN. Podczas klejenia należy powoli podnosić temperaturę w zakresie niskich temperatur (<120℃) przez około 1,5 godziny. Weryfikacja wzrostu kryształów SiC potwierdziła, że ​​przygotowane kryształy zaszczepiające SiC spełniają wymagania dotyczące wysokiej jakości wzrostu kryształów SiC, z gładkimi powierzchniami kryształów zaszczepiających i bez wydzieleń.