等离子清洗机表面处理设备在碳化硅中应用

碳化硅具有相关于其他高温资料较低的平均热膨胀系数、高热导率以及耐超高温等特色，因此在高频、大功率、耐高温、抗辐照的半导体器材及紫外探测器等应用方面具有宽广的应用前景。

SiC的键合是微加工工艺中非常重要的一个进程，同时也是 MEMS 制作范畴的难题之一。关于SiC 的直接键合而言，解决了在高温环境下的不同资料键合的热膨胀系数不匹配以及电学特性等问题，而且能够使用 SiC 的异构体直接键合来制作异质结器材。比较于同质结，异质结的器材有着许多的长处。例如，异质结场效应管能比肖特基晶体管取得更低的漏电流; 异质结双极晶体管提高了发射功率，减小了基区电阻，提高了频率响应和更宽的可工作温度范围。

在影响直接键合的因素中，外表处理对键合起着非常关键的作用，它的处理作用将直接影响键合是否能够发生以及键合后的界面作用，由于或许吸附在晶片外表的污染物、晶片外表的不平整等，zui终都或许导致键合空泛的产生以及会不同程度地影响晶片表面的力学和电学特性等。目前关于 SiC 的外表处理办法，首要包含传统湿法处理、高温退火处理及 等离子体处理等办法。其间传统湿法清洗处理主 要是从硅的湿法处理演化而来，其首要包含HF 法和ＲCA 法。每种处理办法有着各自的特色。例如，湿法处理进程简略易完成，但处理结果中含有 C、O、F 等污染物；高温处理能够有效地去除含 C、O 等污染物，但处理温度需要进一步优化且后续工艺兼容性差；等离子处理能够有效地去除含 O、F 等污染物，但处理温度和时间不当会给表面带来离子损伤且使SiC 外表重构。针对上述表面处理办法的特色，选用湿法清洗办法和氧气和氩气等离子体处理晶片，zui终使用热压法在相关于 SiC 熔点的低温低压下完成了SiC 的直接键合，而且取得了抱负的键合作用。

等离子表面处理设备处理：试验选用等离子体进行进一步的处理，降低晶片的粗糙度提高晶片的活化程度，能够取得更抱负的适用于直接键合的晶片。

 根据固体表面与外来物键合的理论可得，晶片表面存在大量的非饱和键时，则简略和外来物相键合。选用各种等离子体对晶片的处理，能够改动其外表的亲水性、吸附性等特征。其间等离子体外表激发技术，只会改动晶片外表层，而不会改动资料本身性质，包含力学、电学和机械特性，而且选用等离子体处理具有无污染、工艺简略、快速和高效等特色。通过多次试验，得到了别离选用氧气和氩气的具体处理方案，在后期的键合进程中都取得了成功。氧气和氩气都是非聚合性气体，使用等离子体与晶片表面的二氧化硅层外表相互作用后，活性原子和高能电子破坏了原来的硅氧键结构，使其转变为非桥 键，表面活化，而且造成和活性原子的电子结合能向 更高能量方向移动，然后使其表面存在有大量的悬挂键，同时这些悬挂键以结合OH 基团的形式存在，构成安稳结构。在通过有机碱或无机碱浸泡和必定温度退火后，外表的Si－OH 键脱水聚合构成硅氧键，增加了晶片外表的亲水性，然后更加有利于晶片的键合。关于资料的直接键合来说，亲水性的晶片外表比疏水性的晶片表面在自发键合方面更具有优势。