Al-Si-X/(Pd-)SiC体系的高温润湿与界面行为研究

发布时间：2025-01-13 23:16

　　SiC具有优异的物理力学性能,是第三代半导体,在Sic半导体器件制作过程中涉及SiC表面改性、高温润湿和异质界面结合等问题。离子注入具有可在室温下进行、改性层无界面、可通过注入工艺的改变调控注入离子的浓度-深度分布等显著优点,是最有效的陶瓷衬底表面改性方法之一。本研究通过对SiC单晶离子注入Pd,借助RBS/C、Raman、AFM、XPS手段对离子注入前后的晶体表面进行表征,并用Monte Carlo模拟软件SRIM-2008对离子注入过程进行模拟。在此基础上,分别研究了纯A1、Si和Cu,以及A1-Si和A1-Si-X(X=Cu、Zn和Mg)合金在Pd离子注入前后和不同表面极性的SiC上的高温润湿和界面行为。主要结果如下:6H-SiC在20 keV时离子注入的Pd主要以单质的形式存在于SiC衬底表面。离子注入Pd不仅能够提高SiC表面粗糙度,产生一定程度的晶格损伤和高浓度的空位缺陷,从而降低SiC晶体表面的结晶性,增加固-气表面能,而且也会通过影响金属/SiC润湿系统的界面相互作用来改变其固-液界面能,从而影响金属/SiC之间的高温润湿性。Pd离子注入可不同程度地影响纯金属和A1合金在...

【文章页数】：96 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 高温润湿性
        1.2.1 基本概念
        1.2.2 相关润湿机理
    1.3 金属在SiC上的高温润湿性研究现状
        1.3.1 纯金属对SiC的润湿性
        1.3.2 合金元素对纯金属/SiC体系润湿性的影响
    1.4 SiC单晶离子注入的研究现状
        1.4.1 SiC离子注入
        1.4.2 离子注入对金属/SiC体系润湿性的影响
    1.5 已有研究存在的问题
    1.6 课题的主要内容
2 实验过程与表征
    2.1 实验方法
        2.1.1 实验技术路线
        2.1.2 实验材料
        2.1.3 离子注入
        2.1.4 高温润湿性测试
    2.2 表界面表征
    2.3 小结
3 纯金属/(Pd-)SiC体系的润湿与界面行为
    3.1 引言
    3.2 表面极性对纯金属/SiC体系润湿与界面行为的影响
        3.2.1 Si/SiC
        3.2.2 Cu/SiC 体系
        3.2.3 Al/SiC 体系
    3.3 Pd离子注入对纯金属/SiC体系润湿与界面行为的影响
        3.3.1 Si/Pd-SiC体系
        3.3.2 Cu/Pd-SiC体系
        3.3.3 Al/Pd-SiC体系
    3.4 小结
4 Al-Si/(pd-)SiC体系的润湿与界面行为
    4.1 引言
    4.2 Si添加对Al/SiC体系润湿与界面行为的影响
        4.2.1 Si添加的影响
        4.2.2 分析讨论
    4.3 表面极性对Al-Si/SiC体系润湿与界面行为的影响
    4.4 Pd离子注入对Al-Si/SiC体系润湿与界面行为的影响
    4.5 小结
5 Al-Si-X/(Pd-)SiC体系的润湿与界面行为
    5.1 引言
    5.2 第三元素添加对Al-Si/SiC体系的润湿与界面行为的影响
        5.2.1 Cu添加对Al-10Si/SiC体系润湿的影响
        5.2.2 Zn添加对Al-10Si/SiC体系润湿的影响
        5.2.3 Mg添加对Al-12Si/SiC体系润湿的影响
    5.3 Pd离子注入对Al-Si-X/SiC体系的润湿与界面行为的影响
        5.3.1 Al-10Si-4Cu/Pd-SiC体系润湿与界面行为
        5.3.2 Al-10Si-10Zn/Pd-SiC体系润湿与界面行为
        5.3.3 Al-12Si-2Mg/Pd-SiC体系润湿与界面行为
    5.4 小结
6 主要结论和展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
学术成果



本文编号：4026044