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碳化硅具有相關于其他高溫資料較低的平均熱膨脹系數、高熱導率以及耐超高溫等特色,因此在高頻、大功率、耐高溫、抗輻照的半導體器材及紫外探測器等應用方面具有寬廣的應用前景。
SiC 的鍵合是微加工工藝中非常重要的一個進程,同時也是 MEMS 制作范疇的難題之一。關于SiC 的直接鍵合而言,解決了在高溫環境下的不同資料鍵合的熱膨脹系數不匹配以及電學特性等問題,而且能夠使用 SiC 的異構體直接鍵合來制作異質結器材。比較于同質結,異質結的器材有著許多的長處。例如,異質結場效應管能比肖特基晶體管取得更低的漏電流; 異質結雙極晶體管提高了發射功率,減小了基區電阻,提高了頻率響應和更寬的可工作溫度范圍。
在影響直接鍵合的因素中,外表處理對鍵合起著非常關鍵的作用,它的處理作用將直接影響鍵合是否能夠發生以及鍵合后的界面作用,由于或許吸附在晶片外表的污染物、晶片外表的不平整等,終都或許導致鍵合空泛的產生以及會不同程度地影響晶片表面的力學和電學特性等。目前關于 SiC 的外表處理辦法,首要包含傳統濕法處理、高溫退火處理及 等離子體處理等辦法。等離子清洗機能夠有效地去除含 O、F 等污染物,但處理溫度和時間不當會給表面帶來離子損傷且使SiC 外表重構。
等離子表面處理設備處理:試驗選用等離子體進行進一步的處理,降低晶片的粗糙度提高晶片的活化程度,能夠取得更抱負的適用于直接鍵合的晶片。
根據固體表面與外來物鍵合的理論可得,晶片表面存在大量的非飽和鍵時,則簡略和外來物相鍵合。選用等離子體igi9t機對晶片的處理,能夠改動其外表的親水性、吸附性等特征。其間等離子體外表激發技術,只會改動晶片外表層,而不會改動資料本身性質,包含力學、電學和機械特性,而且選用等離子體處理設備具有無污染、工藝簡略、快速和高效等特色。通過多次試驗,得到了別離選用氧氣和氬氣的具體處理方案,在后期的鍵合進程中都取得了成功。氧氣和氬氣都是非聚合性氣體,采用等離子體清洗機產生產等離子體與晶片表面的二氧化硅層外表相互作用后,活性原子和高能電子破壞了原來的硅氧鍵結構,使其轉變為非橋 鍵,表面活化,而且造成和活性原子的電子結合能向 更高能量方向移動,然后使其表面存在有大量的懸掛鍵,同時這些懸掛鍵以結合OH 基團的形式存在,構成安穩結構。在通過有機堿或無機堿浸泡和必定溫度退火后,外表的Si-OH 鍵脫水聚合構成硅氧鍵,增加了晶片外表的親水性,然后更加有利于晶片的鍵合。關于資料的直接鍵合來說,親水性的晶片外表比疏水性的晶片表面在自發鍵合方面更具有優勢。