Siliciumcarbid har meget stabile egenskaber, så det kan fungere stabilt i nogle barske miljøer. På grund af de stabile kemiske bindinger er den tekniske tærskel for produktion af siliciumcarbid meget høj. Vækstbetingelserne for siliciumcarbidkrystalstænger er barske, hvilket kræver høj temperatur (~ 2600 ℃) og højtryks (> 350MPa) vækstmiljø; krystalvæksthastigheden er langsom, produktionskapaciteten er begrænset, og kvaliteten er relativt ustabil. Begrænset af størrelsen på wafer-vækstovnen er størrelsen på krystalstangen begrænset. Siliciumcarbid er et hårdt og skørt materiale. Hårdheden er andet end diamantens. Skæring er vanskelig, og slibenøjagtigheden er vanskelig at kontrollere. Derfor er fremstillingsprocessen for siliciumcarbidskiver, der er skåret fra siliciumcarbid-barren, meget vanskelig.

1. Branche krav tilSiliciumcarbid WaferProduktion

Tilsvarende industrikrav fremsættes til fremstillingsprocessen for siliciumcarbidplader:

Behandle	Parametre	Krav
Enkeltkrystalvækst	Størrelse	＞ 4 tommer
	Krystalform	4H-SiC
	Mikrotubuli tæthed	＜ 2 / cm2
	Resistivity	0,015 ~ 0,03Ω * cm (ledende N-type)
		10 ^ 5 Ω * cm (halvisoleret)
Behandlingskrav	TTV	＜ 15 um
	Sløjfe	＜ 40 um
	Warp	＜ 60 um
	Ra	＜ 0,3 nm

* Siliciumcarbid (SiC) wafere produceret af Xiamen Powerway Advanced Materials Co., Ltd.(forkortelse for PAM-XIAMEN) opfylder branchens krav. For flere detaljer, besøg venligst:https://www.powerwaywafer.com/sic-wafer/sic-wafer-substrate.html.

Parametrene for TTV, bue, kæde og Ra i ovenstående tabel er ikke så lette at opnå. Årsagerne er anført som følger:

Kvaliteten af ​​selve krystallen bestemmer den efterfølgende behandling;

Hardheden af ​​siliciumcarbid er 9,2, som kun kan behandles med diamant;

Hvis du simpelthen bruger diamantbearbejdning, vil for meget stress medføre beskadigelse af siliciumcarbid-wafersubstraterne.

2. Wafer af siliciumcarbidFremstillingsproces

Af ovenstående grunde er hele fremstillingsprocessen for siliciumcarbidskiver designet som vist i nedenstående figur:

Diamant wire multi-wire skæring bruges til at kontrollere kæde, bue og TTV; dobbeltsidet slibning bruges til at fjerne skæreskadeslaget og hæve kæde, bue, TTV og LTV; dobbeltsidet polering bruges til at reducere ruheden mindre end 2 nm. Kemisk mekanisk polering bruges til at forbedre overfladekvaliteten, gøre ruheden ＜ 0,2 nm og ingen ridser. SiC wafer rengøring og SiC wafer emballage kræver ingen klæbrighed under stærkt lys.

Alle procedurer genererer den tilsvarende nøgleteknologi til SiC wafer-behandling:

# Teknik

# Flertrinssav

# Kontroller kæde / bue / TTV / LTV

# CMP

# Rengøring af wafer

Fremstillingsprocessen for siliciumcarbidskiver er beskrevet detaljeret nedenfor.

2.1Dicing Silicium Carbide Ingot af Flertrådsskæring

For at forhindre warpage er wafers tykkelse 350um. Generelt tyndes den, efter at den er fremstillet til en chip.

2.2Siliciumkarbid WaferSlibning

Brug diamantopslæmning til slibning. Partikelstørrelsen af ​​diamantpulveret i opslæmningen påvirker fjernelseshastigheden og overfladeskadelaget. Brug af metoden, der kombinerer grovslibning med en større partikelstørrelse og finslibning med en mindre partikelstørrelse, kan opnå bedre formaling. Den ru slibeskive er en harpiks kobberskive / glasskive, og den fine slibeskive er en tinskive.

Slibningstryk og slibeskivehastighed påvirker også SiC wafers slibekvalitet:

når slibningstrykket er højt, er slibehastigheden hurtig, men TTV-værdien stiger tilsvarende;

når trykket er lille, bliver slibehastigheden langsommere;

forøgelse af slibeskivehastigheden inden for et bestemt område kan forbedre fjernelseshastigheden, men jo højere hastighed, jo værre er underlagets overflade flad.

Slibningstrykket styres generelt ved 0,5-0,8 kN (0,025 MPa), slibehovedets hastighed er 60-80 r / min, og slibeskivehastigheden er ca. 60 r / min.

Slibeskiven skal slibes under slibeprocessen for at sikre fjernelseshastigheden af ​​siliciumcarbid-enkeltkrystal-substratet. Slibeskiveforbindingssystemet kan gøre slibevæsken jævnt fordelt og sikre slibningens fjernelseseffekt. Når slibeskiven fjernes, og sletningshastigheden ikke kan garanteres ved online forbinding, skal slibeskiven trimmes offline.

2.3SiC WaferPolering af Kemisk mekanik under fremstillingen af ​​siliciumcarbidplader

Brug mekanisk handling (tryk) og kemisk / oxidation (hydrogenperoxid, pH-værdi) til at arbejde sammen for at gøre overfladen glat og ren. Balancen mellem kemisk virkning og mekanisk virkning bør være mere opmærksom. Den type poleringsvæske, poleringspude, poleringstryk, polering af diskhastighed og mange andre forhold vil bestemme poleringskvaliteten:

1. Indflydelse af koncentration af poleringsopløsning: Jo højere koncentration poleringsopløsning, desto stærkere evne til fjernelse af polering. Imidlertid vil substratets overfladeruhed øges, overfladekvaliteten vil falde. Koncentrationen falder, poleringsfjerningsevnen falder, og effektiviteten vil være lav;
2. Hardere poleringspuder kan få en bedre planhed, og blødere poleringspuder kan få en overflade med færre defekter;
3. Stigende poleringstryk eller rotationshastighed kan forbedre materialefjernelseshastigheden, men samtidig øger materialets overfladeruhed og underlagets beskadigelseslag, hvilket vil påvirke overfladekvaliteten.

Når fjernelsesmængden er for stor på grund af siliciumcarbidmaterialets høje hårdhed afrundes og sløves slibepartiklerne slibende partikler under påvirkning af friktion og ekstrudering. Slibning af snavs, der er indlejret i porerne på overfladen af ​​slibeskiven, vil forårsage blokering af diamantslibeskiven, hvilket resulterer i et fald i slibekapaciteten og effektiviteten af ​​slibeskiven og ujævnheder på overfladen af ​​emnet.

For at løse dette problem er SiC-waferslibningsprocessen blevet forbedret, og online-stenbindingsprocessen er blevet tilføjet. På den ene side kan det fjerne det slibende snavs tilstoppet på overfladen af ​​slibeskiven og få de slibende partikler til at rage ud på overfladen; på den anden side, når slibehjulet bliver sløvt, kan det slibes igen ved slibning, hvilket gør slibe- og skæreprocessen lettere.

Maksimal skære tykkelse = 2 * emnehastighed / (slibehjulshastighed * slibehjulets partikelstørrelsesnummer) * √ (radial tilførsel / slibehjuls diameter)

Jo mindre slibeskiven er tilført, jo bedre er arbejdsemnets overfladeruhed, og jo højere er overfladens nøjagtighed. Under bearbejdningsprocessen kan du vælge den passende tilførsel i henhold til den overfladeruhed, der skal opnås.

Den generelle slibeproces er opdelt i: højhastighedsfødetrin, tomfodertrin, P1-trin, P2-trin, P3-trin og højhastighedstrinn.

Mængden til fjernelse af materiale kan opnås ved at måle kvaliteten af ​​siliciumskiver før og efter polering med Sartorius CP225D præcision elektronisk balance. Overflademorfologikarakteristikaene for siliciumcarbidskiver analyseres ved hjælp af det optiske mikroskop Olympus OLS4100. Mål overfladeruheden på siliciumcarbidpladen af ​​Zygo Newview5022 Surface Profiler, og tag 3 lige store punkter på cirkel 1/2 waferdiameter for at måle gennemsnitsværdien. Efter finpolering måles overfladens ruhed af siliciumcarbidskiven med XE-200 atomkraftmikroskop.

2.4 Wafer af siliciumcarbidRengøring

Trinene til RCA-rengøring af siliciumcarbid er:

1. Brug acetone (C3H6O) til ultralydsrensning i 15 minutter;
2. Brug deioniseret vand til 3 gange ultralydsrensning, 10 minutter hver gang;
3. Efter kogning af en opløsning af H2O2 + NH3H2O: H2O med et volumenforhold på 1: 1: 5 i 15 minutter, rengør skiven (koncentrationen af ​​H2O2 er 30%);
4. Brug deioniseret vand til 3 gange ultralydsrensning, 10 minutter hver gang;
5. Efter kogning af en opløsning af H2O2 + HCI: H2O med et volumenforhold på 1: 1: 5 i 15 minutter, rengør skiven (koncentrationen af ​​HCI er 37%);
6. Brug deioniseret vand til 3 gange ultralydsrensning, 10 minutter hver gang;
7. Efter udtagning af skiven skal det tørres med kvælstof med høj renhed

RCA-behandling kan effektivt fjerne forureningslaget og andre urenheder, der er tilbage på overfladen af ​​siliciumcarbidskiven efter udglødning, og det påvirker ikke strukturen af ​​siliciumcarbidskiven.

PAM-XIAMEN adlyder nøjagtigt fremstillingsprocessen for siliciumcarbidplader, der sigter mod at give kunderne siliciumcarbidplade af høj kvalitet.

For mere information, kontakt os venligst e-mail på victorchan@powerwaywafer.com og powerwaymaterial@gmail.com.