يتميز كربيد السيليكون بخصائص ثابتة للغاية ، بحيث يمكنه العمل بثبات في بعض البيئات القاسية. بسبب الروابط الكيميائية المستقرة ، فإن العتبة التقنية لإنتاج كربيد السيليكون عالية جدًا. ظروف نمو سبائك بلورات كربيد السيليكون قاسية ، وتتطلب بيئة نمو عالية (~ 2600 درجة مئوية) وضغط مرتفع (> 350 ميجا باسكال) ؛ سرعة نمو البلورات بطيئة ، والقدرة الإنتاجية محدودة ، والجودة غير مستقرة نسبيًا. مقيد بحجم فرن نمو الرقاقة ، حجم سبيكة البلور مقيد. كربيد السيليكون مادة صلبة وهشة. صلابة هي الثانية من صلابة الماس. القطع صعب ، ويصعب التحكم في دقة الطحن. لذلك ، عملية تصنيع رقاقة كربيد السيليكون من سبيكة كربيد السيليكون صعبة للغاية.

1. متطلبات الصناعة لكربيد السيليكون رقاقةإنتاج

يتم طرح متطلبات الصناعة المقابلة لعملية تصنيع رقاقة كربيد السيليكون:

عملية	المعلمات	المتطلبات
نمو بلوري واحد	حجم	＞ 4 بوصات
	شكل بلوري	4H- كربون
	كثافة الأنابيب الدقيقة	＜ 2 / سم 2
	المقاومية	0.015 ~ 0.03 * سم (نوع N موصل)
		10 ^ 5 Ω * سم (شبه معزول)
متطلبات المعالجة	TTV	＜ 15 ميكرومتر
	قوس	＜ 40 ميكرومتر
	اعوجاج	＜ 60 ميكرومتر
	رع	＜ 0.3 نانومتر

* رقاقات كربيد السيليكون المنتجة بواسطة Xiamen Powerway Advanced Materials Co.، Ltd.(اختصار لـ PAM-XIAMEN) يلبي متطلبات الصناعة. لمزيد من التفاصيل ، يرجى زيارة:https://www.powerwaywafer.com/sic-wafer/sic-wafer-substrate.html.

لا يسهل تحقيق معلمات TTV و Bow و Warp و Ra في الجدول أعلاه. الأسباب مدرجة على النحو التالي:

تحدد جودة البلورة نفسها المعالجة اللاحقة ؛

صلابة كربيد السيليكون 9.2 ، والتي لا يمكن معالجتها إلا بالماس ؛

إذا كنت تستخدم معالجة الماس ببساطة ، فإن الكثير من الضغط سوف يتسبب في تلف ركائز رقاقة كربيد السيليكون.

2. رقاقة كربيد السيليكونعملية التصنيع

للأسباب المذكورة أعلاه ، تم تصميم عملية تصنيع رقاقة كربيد السيليكون بالكامل كما هو موضح في الشكل أدناه:

يتم استخدام قطع الأسلاك المتعددة للأسلاك الماسية للتحكم في الالتواء ، والقوس ، و TTV ؛ يتم استخدام الطحن على الوجهين لإزالة طبقة تلف القطع ورفع الالتواء والقوس و TTV و LTV ؛ يتم استخدام التلميع على الوجهين لتقليل الخشونة أقل من 2 نانومتر. يستخدم التلميع الميكانيكي الكيميائي لتحسين جودة السطح ، وجعل الخشونة ＜ 0.2 نانومتر ولا توجد خدوش. تنظيف رقاقة SiC وتغليف بسكويت الويفر SiC لا يتطلبان أي لصق تحت الضوء القوي.

تولد جميع الإجراءات التقنية الرئيسية المقابلة لمعالجة رقاقة SiC:

# تقنية

# منشار متعدد الأسلاك

# التحكم في الالتواء / القوس / TTV / LTV

# CMP

# تنظيف بسكويت الويفر

يتم وصف عملية تصنيع رقاقة كربيد السيليكون بالتفصيل أدناه.

2.1مكعبات كربيد السيليكون بواسطة قطع متعدد الأسلاك

لمنع الالتواء ، يبلغ سمك الرقاقة بعد التقطيع 350 ميكرومتر. بشكل عام ، سيتم تخفيفه بعد تصنيعه في شريحة.

2.2كربيد السيليكون Wبعدطحن

استخدم ملاط ​​الماس للطحن. يؤثر حجم حبيبات مسحوق الماس في الملاط على معدل الإزالة وطبقة تلف السطح. يمكن أن يؤدي استخدام الطريقة التي تجمع بين الطحن الخشن مع حجم أكبر للجسيمات والطحن الدقيق مع حجم جزيئات أصغر إلى تحقيق نتائج طحن أفضل. قرص الطحن الخشن عبارة عن قرص راتينج نحاسي / قرص زجاجي ، وقرص الطحن الناعم هو قرص من الصفيح.

يؤثر ضغط الطحن وسرعة قرص الطحن أيضًا على جودة طحن بسكويت الويفر SiC:

عندما يكون ضغط الطحن مرتفعًا ، تكون سرعة الطحن سريعة ، لكن قيمة TTV ستزيد وفقًا لذلك ؛

عندما يكون الضغط صغيرًا ، تصبح سرعة الطحن أبطأ ؛

يمكن أن تؤدي زيادة سرعة قرص الطحن في نطاق معين إلى تحسين معدل الإزالة ، ولكن كلما زادت السرعة ، كان تسطيح سطح الركيزة أسوأ.

يتم التحكم في ضغط الطحن بشكل عام عند 0.5-0.8 كيلو نيوتن (0.025 ميجا باسكال) ، وسرعة رأس الطحن 60-80 دورة / دقيقة ، وسرعة قرص الطحن حوالي 60 دورة / دقيقة.

يجب شحذ قرص الطحن أثناء عملية الطحن لضمان معدل إزالة الركيزة البلورية أحادية كربيد السيليكون. يمكن لنظام ضمادة قرص الطحن أن يجعل سائل الطحن موزعًا بالتساوي ويضمن تأثير إزالة الطحن. عندما ينخفض ​​معدل إزالة قرص الطحن ولا يمكن ضمان معدل الإزالة عن طريق الضماد عبر الإنترنت ، يجب قطع قرص الطحن دون اتصال بالإنترنت.

2.3كربيد يفرتلميع بواسطة ميكانيكي كيميائي أثناء عملية تصنيع رقاقة كربيد السيليكون

استخدام الإجراء الميكانيكي (الضغط) والمواد الكيميائية / الأكسدة (بيروكسيد الهيدروجين ، قيمة الأس الهيدروجيني) للعمل معًا لجعل السطح أملسًا ونظيفًا. يجب إيلاء المزيد من الاهتمام للتوازن بين الفعل الكيميائي والعمل الميكانيكي. سيحدد نوع سائل التلميع ، وسادة التلميع ، ضغط التلميع ، سرعة قرص التلميع والعديد من الشروط الأخرى جودة التلميع:

1. تأثير تركيز محلول التلميع: كلما زاد تركيز محلول التلميع ، زادت قدرة إزالة التلميع ، ومع ذلك ، ستزداد خشونة سطح الركيزة ، وستنخفض جودة السطح. ينخفض ​​التركيز ، تقل قدرة إزالة التلميع ، وستكون الكفاءة منخفضة ؛
2. يمكن أن تحصل وسادات التلميع الصلبة على تسطيح أفضل ، ويمكن أن تحصل وسادات التلميع الأكثر نعومة على سطح به عيوب أقل ؛
3. يمكن أن تؤدي زيادة ضغط التلميع أو سرعة الدوران إلى تحسين معدل إزالة المواد ، ولكن في نفس الوقت ، سيزيد من خشونة سطح المادة وطبقة تلف السطح ، مما سيؤثر على جودة السطح.

عندما تكون كمية الإزالة كبيرة جدًا ، نظرًا للصلابة العالية لمادة كربيد السيليكون ، يتم تدوير الجسيمات الكاشطة لعجلة الطحن تدريجياً وباهتة تحت تأثير الاحتكاك والبثق. سوف يتسبب حطام الطحن المدمج في المسام الموجودة على سطح عجلة الطحن في انسداد عجلة طحن الماس ، مما يؤدي إلى انخفاض قدرة الطحن وكفاءة عجلة الطحن ، وعدم تساوي سطح قطعة العمل.

من أجل حل هذه المشكلة ، تم تحسين عملية طحن بسكويت الويفر SiC ، وتمت إضافة عملية تلبيس حجر الزيت عبر الإنترنت. من ناحية ، يمكن أن تزيل الحطام الكاشطة المسدودة على سطح عجلة الطحن وتجعل الجسيمات الكاشطة تبرز على السطح ؛ من ناحية أخرى ، عندما تصبح عجلة الطحن غير حادة ، يمكن شحذها مرة أخرى عن طريق الشحذ ، مما يجعل عملية الطحن والقطع أسهل.

أقصى سمك للقطع = 2 * سرعة قطعة العمل / (سرعة عجلة الطحن * عدد حجم جسيمات عجلة الطحن) * √ (التغذية الشعاعية / قطر عجلة الطحن)

كلما كانت تغذية عجلة الطحن أصغر ، كانت خشونة سطح قطعة العمل أفضل ، وزادت دقة السطح. أثناء عملية المعالجة ، يمكنك اختيار التغذية المناسبة وفقًا لخشونة السطح المراد تحقيقها.

تنقسم عملية الطحن العامة إلى: مرحلة تغذية عالية السرعة ، ومرحلة تغذية فارغة ، ومرحلة P1 ، ومرحلة P2 ، ومرحلة P3 ، ومرحلة إرجاع عالية السرعة.

يمكن الحصول على كمية إزالة المواد من خلال قياس جودة رقائق السيليكون قبل وبعد التلميع بواسطة الميزان الإلكتروني الدقيق Sartorius CP225D. يتم تحليل خصائص التشكل السطحي لرقائق كربيد السيليكون بواسطة مجهر أوليمبوس OLS4100 البصري. قم بقياس خشونة سطح رقاقة كربيد السيليكون بواسطة Zygo Newview5022 Surface Profiler ، وخذ 3 نقاط متساوية على دائرة قطرها 1/2 لقياس متوسط ​​القيمة. بعد التلميع الدقيق ، يتم قياس خشونة سطح رقاقة كربيد السيليكون بواسطة مجهر القوة الذرية XE-200.

2.4 رقاقة كربيد السيليكونتنظيف

خطوات تنظيف كربيد السيليكون RCA هي:

1. استخدم الأسيتون (C3H6O) للتنظيف بالموجات فوق الصوتية لمدة 15 دقيقة ؛
2. استخدم الماء منزوع الأيونات لمدة 3 مرات للتنظيف بالموجات فوق الصوتية ، 10 دقائق في كل مرة ؛
3. بعد غليان محلول H2O2 + NH3H2O: H2O بنسبة حجم 1: 1: 5 لمدة 15 دقيقة ، قم بتنظيف الرقاقة (تركيز H2O2 هو 30٪) ؛
4. استخدم الماء منزوع الأيونات لمدة 3 مرات للتنظيف بالموجات فوق الصوتية ، 10 دقائق في كل مرة ؛
5. بعد غليان محلول H2O2 + HCl: H2O بنسبة حجم 1: 1: 5 لمدة 15 دقيقة ، نظف الرقاقة (تركيز HCl 37٪) ؛
6. استخدم الماء منزوع الأيونات لمدة 3 مرات للتنظيف بالموجات فوق الصوتية ، 10 دقائق في كل مرة ؛
7. بعد إخراج الرقاقة ، جففها بالنيتروجين عالي النقاء

يمكن أن تزيل معالجة RCA بشكل فعال طبقة التلوث والشوائب الأخرى المتبقية على سطح رقاقة كربيد السيليكون بعد التلدين ، ولن تؤثر على هيكل سطح رقاقة كربيد السيليكون.

تلتزم PAM-XIAMEN بصرامة بعملية تصنيع رقاقة كربيد السيليكون ، بهدف تزويد العملاء برقاقة كربيد السيليكون عالية الجودة.

لمزيد من المعلومات ، يرجى الاتصال بنا على البريد الإلكتروني على victorchan@powerwaywafer.com و powerwaymaterial@gmail.com.