2. Prosés Ékspérimén
2.1 Curing pilem napel
Ieu dititénan yén langsung nyieun film karbon atawa beungkeutan kalawan kertas grafit onwafer SiCcoated kalawan napel ngabalukarkeun sababaraha masalah:
1. Dina kaayaan vakum, pilem napel onwafer SiCngembangkeun hiji penampilan scalelike alatan release hawa signifikan, hasilna porosity permukaan. Ieu nyegah lapisan napel tina beungkeutan anu leres saatos karbonisasi.
2. Salila beungkeutan, anuwaferkudu disimpen dina kertas grafit sakaligus. Lamun repositioning lumangsung, tekanan henteu rata bisa ngurangan uniformity napel, négatip impacting kualitas beungkeutan.
3. Dina operasi vakum, sékrési hawa tina lapisan napel disababkeun peeling sarta formasi loba voids dina pilem napel, hasilna defects beungkeutan. Pikeun ngajawab masalah ieu, pre-drying napel dinawafer urangpermukaan beungkeutan maké plat panas sanggeus spin-palapis dianjurkeun.
2.2 Prosés Karbonisasi
Prosés nyieun film karbon dinawafer biji SiCsarta beungkeutan ka kertas grafit merlukeun carbonization tina lapisan napel dina suhu husus pikeun mastikeun beungkeutan ketat. Karbonisasi anu teu lengkep tina lapisan napel tiasa nyababkeun dékomposisi nalika kamekaran, ngaluarkeun pangotor anu mangaruhan kualitas pertumbuhan kristal. Ku alatan éta, mastikeun karbonisasi lengkep tina lapisan napel penting pisan pikeun beungkeutan dénsitas luhur. Ulikan ieu nalungtik pangaruh suhu dina karbonisasi napel. Lapisan seragam photoresist diterapkeun kanawaferpermukaan jeung disimpen dina tungku tube handapeun vakum (<10 Pa). Suhu naékkeun ka tingkat prasetél (400 ℃, 500 ℃, sareng 600 ℃) sareng dijaga salami 3-5 jam pikeun ngahontal karbonisasi.
Percobaan dituduhkeun:
Dina 400 ℃, sanggeus 3 jam, film napel teu carbonize sarta mucunghul beureum poék; henteu aya parobahan anu signifikan saatos 4 jam.
Dina 500 ℃, sanggeus 3 jam, film jadi hideung tapi masih dikirimkeun cahaya; euweuh parobahan signifikan sanggeus 4 jam.
Dina 600 ℃, sanggeus 3 jam, film jadi hideung tanpa transmisi cahaya, nunjukkeun carbonization lengkep.
Ku kituna, suhu beungkeutan cocog kedah ≥600 ℃.
2.3 Prosés Aplikasi napel
Kasaragaman pilem napel mangrupikeun indikator kritis pikeun ngevaluasi prosés aplikasi napel sareng mastikeun lapisan beungkeutan anu seragam. Bagian ieu ngajalajah kacepetan spin optimal sareng waktos palapis pikeun ketebalan pilem napel anu béda. Kasaragaman
u tina ketebalan pilem diartikeun salaku babandingan tina ketebalan pilem minimum Lmin jeung ketebalan pilem maksimum Lmax leuwih wewengkon mangpaat. Lima titik dina wafer dipilih pikeun ngukur ketebalan pilem, sareng keseragaman diitung. Gambar 4 ngagambarkeun titik-titik pangukuran.
Pikeun beungkeutan dénsitas luhur antara wafer SiC sareng komponén grafit, ketebalan pilem napel anu dipikaresep nyaéta 1-5 µm. Kandel pilem 2 µm dipilih, lumaku pikeun persiapan film karbon sareng prosés beungkeutan kertas wafer/grafit. Parameter spin-coating optimal pikeun napel carbonizing nyaéta 15 s dina 2500 r / mnt, sarta pikeun napel beungkeutan, 15 s dina 2000 r / mnt.
2.4 Prosés beungkeutan
Salila beungkeutan wafer SiC kana kertas grafit / grafit, penting pisan pikeun ngaleungitkeun hawa sareng gas organik anu dihasilkeun nalika karbonisasi tina lapisan beungkeutan. Éliminasi gas teu lengkep ngakibatkeun rongga, ngarah kana lapisan beungkeutan non-padet. Hawa sareng gas organik tiasa diévakuasi nganggo pompa minyak mékanis. Mimitina, operasi kontinyu tina pompa mékanis ensures chamber vakum ngahontal wates na, sahingga panyabutan hawa lengkep tina lapisan beungkeutan. Naékna suhu anu gancang tiasa nyegah éliminasi gas anu pas nalika karbonisasi suhu luhur, ngabentuk rongga dina lapisan beungkeutan. Sipat napel nunjukkeun outgassing signifikan dina ≤120 ℃, Ajeg luhur suhu ieu.
Tekanan éksternal diterapkeun nalika beungkeutan pikeun ningkatkeun dénsitas pilem napel, ngagampangkeun ngaluarkeun hawa sareng gas organik, nyababkeun lapisan beungkeutan dénsitas luhur.
Dina kasimpulan, kurva prosés beungkeutan ditémbongkeun dina Gambar 5 dimekarkeun. Dina tekenan husus, hawa naek ka suhu outgassing (~ 120 ℃) jeung ditahan nepi ka outgassing geus réngsé. Saterusna, suhu ngaronjat kana suhu carbonization, dijaga pikeun lila diperlukeun, dituturkeun ku cooling alam ka suhu kamar, release tekanan, sarta ngaleupaskeun wafer kabeungkeut.
Nurutkeun kana bagian 2.2, pilem napel perlu carbonized dina 600 ℃ pikeun leuwih 3 jam. Ku alatan éta, dina kurva prosés beungkeutan, T2 disetel ka 600 ℃ jeung t2 ka 3 jam. Nilai optimal pikeun kurva prosés beungkeutan, ditangtukeun ngaliwatan percobaan ortogonal nalungtik efek tekanan beungkeutan, tahap mimiti pemanasan waktos t1, sarta tahap kadua pemanasan waktos t2 on hasil beungkeutan, ditémbongkeun dina Tabél 2-4.
Hasilna dituduhkeun:
Dina tekanan beungkeutan 5 kN, waktu pemanasan miboga dampak minimal dina beungkeutan.
Dina 10 kN, wewengkon void dina lapisan beungkeutan turun kalayan pemanasan tahap kahiji anu leuwih panjang.
Dina 15 kN, ngalegaan pemanasan tahap kahiji nyata ngurangan voids, pamustunganana ngaleungitkeun aranjeunna.
Pangaruh waktu pemanasan tahap kadua dina beungkeutan henteu dibuktikeun dina tés ortogonal. Ngalereskeun tekanan beungkeutan dina 15 kN sareng waktos pemanasan tahap kahiji dina 90 mnt, waktos pemanasan tahap kadua 30, 60, sareng 90 mnt sadayana nyababkeun lapisan beungkeutan padet anu henteu kosong, nunjukkeun waktos pemanasan tahap kadua ngagaduhan. saeutik dampak dina beungkeutan.
Nilai optimal pikeun kurva prosés beungkeutan nyaéta: tekanan beungkeutan 15 kN, waktos pemanasan tahap kahiji 90 mnt, suhu tahap kahiji 120 ℃, waktos pemanasan tahap kadua 30 mnt, suhu tahap kadua 600 ℃, sareng waktos tahan tahap kadua 3 jam.
waktos pos: Jun-11-2024