SiC具有優(yōu)異的物理力學(xué)性能,是第三代半導(dǎo)體,在Sic半導(dǎo)體器件制作過程中涉及SiC表面改性、高溫潤濕和異質(zhì)界面結(jié)合等問題。離子注入具有可在室溫下進(jìn)行、改性層無界面、可通過注入工藝的改變調(diào)控注入離子的濃度-深度分布等顯著優(yōu)點(diǎn),是最有效的陶瓷襯底表面改性方法之一。本研究通過對SiC單晶離子注入Pd,借助RBS/C、Raman、AFM、XPS手段對離子注入前后的晶體表面進(jìn)行表征,并用Monte Carlo模擬軟件SRIM-2008對離子注入過程進(jìn)行模擬。在此基礎(chǔ)上,分別研究了純A1、Si和Cu,以及A1-Si和A1-Si-X(X=Cu、Zn和Mg)合金在Pd離子注入前后和不同表面極性的SiC上的高溫潤濕和界面行為。主要結(jié)果如下:6H-SiC在20 keV時(shí)離子注入的Pd主要以單質(zhì)的形式存在于SiC襯底表面。離子注入Pd不僅能夠提高SiC表面粗糙度,產(chǎn)生一定程度的晶格損傷和高濃度的空位缺陷,從而降低SiC晶體表面的結(jié)晶性,增加固-氣表面能,而且也會通過影響金屬/SiC潤濕系統(tǒng)的界面相互作用來改變其固-液界面能,從而影響金屬/SiC之間的高溫潤濕性。Pd離子注入可不同程度地影響純金屬和A1合金在...

【文章頁數(shù)】：96 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 高溫潤濕性
        1.2.1 基本概念
        1.2.2 相關(guān)潤濕機(jī)理
    1.3 金屬在SiC上的高溫潤濕性研究現(xiàn)狀
        1.3.1 純金屬對SiC的潤濕性
        1.3.2 合金元素對純金屬/SiC體系潤濕性的影響
    1.4 SiC單晶離子注入的研究現(xiàn)狀
        1.4.1 SiC離子注入
        1.4.2 離子注入對金屬/SiC體系潤濕性的影響
    1.5 已有研究存在的問題
    1.6 課題的主要內(nèi)容
2 實(shí)驗(yàn)過程與表征
    2.1 實(shí)驗(yàn)方法
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)技術(shù)路線
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)材料
        2.1.3 離子注入
        2.1.4 高溫潤濕性測試
    2.2 表界面表征
    2.3 小結(jié)
3 純金屬/(Pd-)SiC體系的潤濕與界面行為
    3.1 引言
    3.2 表面極性對純金屬/SiC體系潤濕與界面行為的影響
        3.2.1 Si/SiC
        3.2.2 Cu/SiC 體系
        3.2.3 Al/SiC 體系
    3.3 Pd離子注入對純金屬/SiC體系潤濕與界面行為的影響
        3.3.1 Si/Pd-SiC體系
        3.3.2 Cu/Pd-SiC體系
        3.3.3 Al/Pd-SiC體系
    3.4 小結(jié)
4 Al-Si/(pd-)SiC體系的潤濕與界面行為
    4.1 引言
    4.2 Si添加對Al/SiC體系潤濕與界面行為的影響
        4.2.1 Si添加的影響
        4.2.2 分析討論
    4.3 表面極性對Al-Si/SiC體系潤濕與界面行為的影響
    4.4 Pd離子注入對Al-Si/SiC體系潤濕與界面行為的影響
    4.5 小結(jié)
5 Al-Si-X/(Pd-)SiC體系的潤濕與界面行為
    5.1 引言
    5.2 第三元素添加對Al-Si/SiC體系的潤濕與界面行為的影響
        5.2.1 Cu添加對Al-10Si/SiC體系潤濕的影響
        5.2.2 Zn添加對Al-10Si/SiC體系潤濕的影響
        5.2.3 Mg添加對Al-12Si/SiC體系潤濕的影響
    5.3 Pd離子注入對Al-Si-X/SiC體系的潤濕與界面行為的影響
        5.3.1 Al-10Si-4Cu/Pd-SiC體系潤濕與界面行為
        5.3.2 Al-10Si-10Zn/Pd-SiC體系潤濕與界面行為
        5.3.3 Al-12Si-2Mg/Pd-SiC體系潤濕與界面行為
    5.4 小結(jié)
6 主要結(jié)論和展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
學(xué)術(shù)成果



本文編號：4026044