2. பரிசோதனை செயல்முறை
2.1 பிசின் பிலிம் குணப்படுத்துதல்
நேரடியாக ஒரு கார்பன் ஃபிலிம் அல்லது கிராஃபைட் காகிதத்துடன் பிணைப்பை உருவாக்குவது கவனிக்கப்பட்டதுSiC செதில்கள்பிசின் பூசப்பட்ட பல சிக்கல்களுக்கு வழிவகுத்தது:
1. வெற்றிட சூழ்நிலையில், பிசின் படம் ஆன்SiC செதில்கள்குறிப்பிடத்தக்க காற்று வெளியீட்டின் காரணமாக ஒரு அளவிலான தோற்றத்தை உருவாக்கியது, இதன் விளைவாக மேற்பரப்பு போரோசிட்டி ஏற்படுகிறது. இது கார்பனேற்றத்திற்குப் பிறகு பிசின் அடுக்குகளை சரியாகப் பிணைப்பதைத் தடுத்தது.
2. பிணைப்பின் போது, திசெதில்ஒரே நேரத்தில் கிராஃபைட் காகிதத்தில் வைக்கப்பட வேண்டும். இடமாற்றம் ஏற்பட்டால், சீரற்ற அழுத்தம் பிசின் சீரான தன்மையைக் குறைத்து, பிணைப்புத் தரத்தை எதிர்மறையாக பாதிக்கும்.
3. வெற்றிடச் செயல்பாடுகளில், பிசின் அடுக்கில் இருந்து காற்றின் வெளியீடு உரித்தல் மற்றும் பிசின் படத்திற்குள் ஏராளமான வெற்றிடங்களை உருவாக்கியது, இதன் விளைவாக பிணைப்பு குறைபாடுகள் ஏற்படுகின்றன. இந்த சிக்கல்களைத் தீர்க்க, பிசின் மீது முன்கூட்டியே உலர்த்துதல்செதில்களின்சுழல்-பூச்சுக்குப் பிறகு சூடான தட்டைப் பயன்படுத்தி பிணைப்பு மேற்பரப்பு பரிந்துரைக்கப்படுகிறது.
2.2 கார்பனைசேஷன் செயல்முறை
ஒரு கார்பன் படத்தை உருவாக்கும் செயல்முறைSiC விதை செதில்மற்றும் அதை கிராஃபைட் காகிதத்துடன் பிணைக்க, இறுக்கமான பிணைப்பை உறுதி செய்வதற்காக ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்பநிலையில் பிசின் லேயரின் கார்பனேற்றம் தேவைப்படுகிறது. பிசின் அடுக்கின் முழுமையற்ற கார்பனைசேஷன் வளர்ச்சியின் போது அதன் சிதைவுக்கு வழிவகுக்கும், படிக வளர்ச்சியின் தரத்தை பாதிக்கும் அசுத்தங்களை வெளியிடுகிறது. எனவே, பிசின் அடுக்கின் முழுமையான கார்பனேற்றத்தை உறுதி செய்வது அதிக அடர்த்தி கொண்ட பிணைப்புக்கு முக்கியமானது. இந்த ஆய்வு பிசின் கார்பனைசேஷனில் வெப்பநிலையின் விளைவை ஆராய்கிறது. ஃபோட்டோரெசிஸ்ட்டின் ஒரு சீரான அடுக்கு பயன்படுத்தப்பட்டதுசெதில்மேற்பரப்பு மற்றும் வெற்றிடத்தின் கீழ் ஒரு குழாய் உலை வைக்கப்படுகிறது (<10 Pa). வெப்பநிலையானது முன்னமைக்கப்பட்ட நிலைகளுக்கு (400℃, 500℃, மற்றும் 600℃) உயர்த்தப்பட்டு, கார்பனேற்றத்தை அடைய 3-5 மணிநேரம் பராமரிக்கப்பட்டது.
சோதனைகள் சுட்டிக்காட்டப்பட்டுள்ளன:
400℃ இல், 3 மணி நேரத்திற்குப் பிறகு, பிசின் படம் கார்பனைஸ் ஆகவில்லை மற்றும் அடர் சிவப்பு நிறத்தில் தோன்றியது; 4 மணி நேரத்திற்குப் பிறகு குறிப்பிடத்தக்க மாற்றம் எதுவும் காணப்படவில்லை.
500℃ இல், 3 மணி நேரத்திற்குப் பிறகு, படம் கருப்பு நிறமாக மாறியது, ஆனால் இன்னும் ஒளியைக் கடத்தியது; 4 மணி நேரத்திற்குப் பிறகு குறிப்பிடத்தக்க மாற்றம் இல்லை.
600℃ இல், 3 மணிநேரத்திற்குப் பிறகு, ஒளிப் பரிமாற்றம் இல்லாமல் படம் கருப்பு நிறமாக மாறியது, இது முழுமையான கார்பனேற்றத்தைக் குறிக்கிறது.
எனவே, பொருத்தமான பிணைப்பு வெப்பநிலை ≥600℃ ஆக இருக்க வேண்டும்.
2.3 பிசின் விண்ணப்ப செயல்முறை
பிசின் படத்தின் சீரான தன்மை பிசின் பயன்பாட்டு செயல்முறையை மதிப்பிடுவதற்கும் சீரான பிணைப்பு அடுக்கை உறுதி செய்வதற்கும் ஒரு முக்கியமான குறிகாட்டியாகும். இந்தப் பிரிவு வெவ்வேறு பிசின் பட தடிமன்களுக்கான உகந்த சுழல் வேகம் மற்றும் பூச்சு நேரத்தை ஆராய்கிறது. சீரான தன்மை
படத்தின் தடிமனின் u என்பது குறைந்தபட்ச படத் தடிமன் Lmin மற்றும் அதிகபட்ச ஃபிலிம் தடிமன் Lmax க்கு பயனுள்ள பகுதியின் விகிதமாக வரையறுக்கப்படுகிறது. படத்தின் தடிமன் அளவிடுவதற்கு செதில் ஐந்து புள்ளிகள் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டன, மேலும் சீரான தன்மை கணக்கிடப்பட்டது. படம் 4 அளவீட்டு புள்ளிகளை விளக்குகிறது.
SiC செதில் மற்றும் கிராஃபைட் கூறுகளுக்கு இடையே அதிக அடர்த்தி பிணைப்புக்கு, விருப்பமான பிசின் பட தடிமன் 1-5 µm ஆகும். கார்பன் ஃபிலிம் தயாரிப்பு மற்றும் செதில்/கிராஃபைட் பேப்பர் பிணைப்பு செயல்முறைகள் ஆகிய இரண்டிற்கும் பொருந்தும், 2 µm பட தடிமன் தேர்வு செய்யப்பட்டது. கார்பனைசிங் பிசின் உகந்த சுழல்-பூச்சு அளவுருக்கள் 2500 r/min இல் 15 வி, மற்றும் பிணைப்பு பிசின், 2000 r/min இல் 15 வி.
2.4 பிணைப்பு செயல்முறை
SiC செதில் கிராஃபைட்/கிராஃபைட் காகிதத்துடன் பிணைக்கப்படும் போது, கார்பனைசேஷனின் போது உருவாகும் காற்று மற்றும் கரிம வாயுக்களை பிணைப்பு அடுக்கில் இருந்து முற்றிலும் அகற்றுவது மிகவும் முக்கியமானது. முழுமையற்ற வாயு வெளியேற்றம் வெற்றிடங்களை ஏற்படுத்துகிறது, இது அடர்த்தியற்ற பிணைப்பு அடுக்குக்கு வழிவகுக்கிறது. இயந்திர எண்ணெய் பம்ப் மூலம் காற்று மற்றும் கரிம வாயுக்களை வெளியேற்றலாம். ஆரம்பத்தில், இயந்திர விசையியக்கக் குழாயின் தொடர்ச்சியான செயல்பாடு வெற்றிட அறை அதன் வரம்பை அடைவதை உறுதி செய்கிறது, இது பிணைப்பு அடுக்கிலிருந்து முழுமையான காற்றை அகற்ற அனுமதிக்கிறது. விரைவான வெப்பநிலை உயர்வு உயர் வெப்பநிலை கார்பனேற்றத்தின் போது சரியான நேரத்தில் வாயு வெளியேற்றத்தைத் தடுக்கலாம், பிணைப்பு அடுக்கில் வெற்றிடங்களை உருவாக்குகிறது. பிசின் பண்புகள் ≤120℃ இல் குறிப்பிடத்தக்க வாயு வெளியேற்றத்தைக் குறிக்கின்றன, இந்த வெப்பநிலைக்கு மேல் நிலைப்படுத்துகிறது.
பிசின் படத்தின் அடர்த்தியை அதிகரிக்க பிணைப்பின் போது வெளிப்புற அழுத்தம் பயன்படுத்தப்படுகிறது, காற்று மற்றும் கரிம வாயுக்களின் வெளியேற்றத்தை எளிதாக்குகிறது, இதன் விளைவாக அதிக அடர்த்தி கொண்ட பிணைப்பு அடுக்கு ஏற்படுகிறது.
சுருக்கமாக, படம் 5 இல் காட்டப்பட்டுள்ள பிணைப்பு செயல்முறை வளைவு உருவாக்கப்பட்டது. குறிப்பிட்ட அழுத்தத்தின் கீழ், வெப்பநிலையானது வாயுவை வெளியேற்றும் வெப்பநிலைக்கு (~120℃) உயர்த்தப்பட்டு, வாயு வெளியேற்றம் முடியும் வரை வைத்திருக்கும். பின்னர், வெப்பநிலை கார்பனைசேஷன் வெப்பநிலைக்கு அதிகரிக்கப்படுகிறது, தேவையான காலத்திற்கு பராமரிக்கப்படுகிறது, அதைத் தொடர்ந்து அறை வெப்பநிலையில் இயற்கையான குளிர்ச்சி, அழுத்தம் வெளியீடு மற்றும் பிணைக்கப்பட்ட செதில் அகற்றப்படுகிறது.
பிரிவு 2.2 இன் படி, பிசின் படம் 3 மணி நேரத்திற்கும் மேலாக 600℃ இல் கார்பனேற்றப்பட வேண்டும். எனவே, பிணைப்பு செயல்முறை வளைவில், T2 600℃ மற்றும் t2 முதல் 3 மணிநேரம் வரை அமைக்கப்படுகிறது. பிணைப்பு செயல்முறை வளைவுக்கான உகந்த மதிப்புகள், பிணைப்பு அழுத்தம், முதல்-நிலை வெப்பமூட்டும் நேரம் t1 மற்றும் பிணைப்பு விளைவுகளில் இரண்டாம்-நிலை வெப்பமூட்டும் நேரம் t2 ஆகியவற்றின் விளைவுகளைப் படிக்கும் ஆர்த்தோகனல் சோதனைகள் மூலம் தீர்மானிக்கப்படுகிறது, அட்டவணைகள் 2-4 இல் காட்டப்பட்டுள்ளன.
முடிவுகள் சுட்டிக்காட்டப்பட்டுள்ளன:
5 kN பிணைப்பு அழுத்தத்தில், வெப்ப நேரம் பிணைப்பில் குறைந்த தாக்கத்தை ஏற்படுத்தியது.
10 kN இல், பிணைப்பு அடுக்கில் உள்ள வெற்றிடப் பகுதி நீண்ட முதல்-நிலை வெப்பமாக்கலுடன் குறைந்தது.
15 kN இல், முதல்-நிலை வெப்பமாக்கலை நீட்டிப்பது வெற்றிடங்களை கணிசமாகக் குறைத்து, இறுதியில் அவற்றை நீக்குகிறது.
பிணைப்பில் இரண்டாம் கட்ட வெப்பமூட்டும் நேரத்தின் தாக்கம் ஆர்த்தோகனல் சோதனைகளில் தெளிவாகத் தெரியவில்லை. பிணைப்பு அழுத்தத்தை 15 kN ஆகவும், முதல்-நிலை வெப்பமூட்டும் நேரத்தை 90 நிமிடமாகவும் சரிசெய்தல், 30, 60 மற்றும் 90 நிமிடங்களின் இரண்டாம்-நிலை வெப்பமூட்டும் நேரங்கள் அனைத்தும் வெற்றிடமற்ற அடர்த்தியான பிணைப்பு அடுக்குகளை உருவாக்கியது, இது இரண்டாவது-நிலை வெப்பமூட்டும் நேரத்தைக் குறிக்கிறது. பிணைப்பில் சிறிய தாக்கம்.
பிணைப்பு செயல்முறை வளைவுக்கான உகந்த மதிப்புகள்: பிணைப்பு அழுத்தம் 15 kN, முதல்-நிலை வெப்பமூட்டும் நேரம் 90 நிமிடம், முதல்-நிலை வெப்பநிலை 120℃, இரண்டாம்-நிலை வெப்பமூட்டும் நேரம் 30 நிமிடம், இரண்டாம்-நிலை வெப்பநிலை 600℃, மற்றும் இரண்டாம்-நிலை வைத்திருக்கும் நேரம் 3 மணி நேரம்.
இடுகை நேரம்: ஜூன்-11-2024