Siliziumkarbid hat sehr stabile Eigenschaften, so dass es in einigen rauen Umgebungen stabil arbeiten kann. Aufgrund der stabilen chemischen Bindungen ist die technische Schwelle für die Herstellung von Siliciumcarbid sehr hoch. Die Wachstumsbedingungen von Siliciumcarbid-Kristallbarren sind hart und erfordern eine Wachstumsumgebung mit hoher Temperatur (~ 2600 ° C) und hohem Druck (> 350 MPa). Die Kristallwachstumsgeschwindigkeit ist langsam, die Produktionskapazität ist begrenzt und die Qualität ist relativ instabil. Begrenzt durch die Größe des Waferwachstumsofens ist die Größe des Kristallblocks begrenzt. Siliziumkarbid ist ein hartes und sprödes Material. Die Härte ist nach der von Diamant an zweiter Stelle. Das Schneiden ist schwierig und die Schleifgenauigkeit ist schwer zu kontrollieren. Daher ist das Herstellungsverfahren für Siliciumcarbidwafer aus Siliciumcarbidbarren sehr schwierig.

1. Branchenanforderungen fürSiliziumkarbid WaferProduktion

Entsprechende Industrieanforderungen werden für den Herstellungsprozess von Siliziumkarbidwafern gestellt:

Prozess	Parameter	Bedarf
Einkristallwachstum	Größe	＞ 4 Zoll
	Kristallform	4H-SiC
	Mikrotubulusdichte	/ 2 / cm²
	Der spezifische Widerstand	0,015 ~ 0,03 Ω * cm (leitender N-Typ)
		10 ^ 5 Ω * cm (halbisoliert)
Verarbeitungsanforderungen	TTV	Μm 15 μm
	Bogen	Μm 40 μm
	Kette	Μm 60 μm
	Ra	≤ 0,3 nm

* Die Siliciumcarbid (SiC) -Wafer von Xiamen Powerway Advanced Materials Co., Ltd.(kurz für PAM-XIAMEN) erfüllen die Branchenanforderungen. Weitere Informationen finden Sie unter:https://www.powerwaywafer.com/sic-wafer/sic-wafer-substrate.html.

Die Parameter von TTV, Bogen, Kette und Ra in der obigen Tabelle sind nicht so einfach zu erreichen. Die Gründe sind wie folgt aufgeführt:

Die Qualität des Kristalls selbst bestimmt die nachfolgende Verarbeitung;

Die Härte von Siliciumcarbid beträgt 9,2, was nur mit Diamant verarbeitet werden kann;

Wenn Sie einfach die Diamantverarbeitung verwenden, führt eine zu starke Beanspruchung zu einer Beschädigung der Siliziumkarbid-Wafersubstrate.

2. Siliziumkarbid-WaferHerstellungsverfahren

Aus den oben genannten Gründen ist der gesamte Herstellungsprozess von Siliziumkarbidwafern wie in der folgenden Abbildung dargestellt ausgelegt:

Das Mehrdrahtschneiden mit Diamantdraht wird zur Steuerung von Kette, Bogen und TTV verwendet. Doppelseitiges Schleifen wird verwendet, um die Schnittschadensschicht zu entfernen und Kette, Bogen, TTV und LTV anzuheben. Durch doppelseitiges Polieren wird die Rauheit um weniger als 2 nm verringert. Chemisch-mechanisches Polieren wird verwendet, um die Oberflächenqualität zu verbessern, die Rauheit ≤ 0,2 nm zu machen und keine Kratzer zu verursachen. Die Reinigung von SiC-Wafern und die Verpackung von SiC-Wafern erfordern keine Klebrigkeit bei starkem Licht.

Alle Verfahren erzeugen die entsprechende Schlüsseltechnologie der SiC-Wafer-Verarbeitung:

# Technik

# Mehrdrahtsäge

# Kontrollieren Sie Warp / Bogen / TTV / LTV

# CMP

# Waferreinigung

Das Herstellungsverfahren für Siliziumkarbidwafer wird nachstehend ausführlich beschrieben.

2.1Würfeln Siliziumkarbidbarren von Mehrdrahtschneiden

Um ein Verziehen zu verhindern, beträgt die Dicke des Wafers nach dem Würfeln 350 um. Im Allgemeinen wird es verdünnt, nachdem es zu einem Chip verarbeitet wurde.

2.2Siliziumkarbid WaferMahlen

Verwenden Sie zum Mahlen eine Diamantaufschlämmung. Die Partikelgröße des Diamantpulvers in der Aufschlämmung beeinflusst die Entfernungsrate und die Oberflächenschädigungsschicht. Mit der Methode, die das Grobmahlen mit einer größeren Partikelgröße und das Feinmahlen mit einer kleineren Partikelgröße kombiniert, können bessere Mahlergebnisse erzielt werden. Die Grobschleifscheibe ist eine Harzkupferscheibe / Glasscheibe, und die Feinschleifscheibe ist eine Zinnscheibe.

Der Schleifdruck und die Geschwindigkeit der Schleifscheibe beeinflussen auch die Schleifqualität des SiC-Wafers:

Wenn der Schleifdruck hoch ist, ist die Schleifgeschwindigkeit schnell, aber der TTV-Wert steigt entsprechend an.

Wenn der Druck klein ist, wird die Schleifgeschwindigkeit langsamer.

Das Erhöhen der Schleifscheibengeschwindigkeit innerhalb eines bestimmten Bereichs kann die Entfernungsrate verbessern, aber je höher die Geschwindigkeit ist, desto schlechter ist die Ebenheit der Substratoberfläche.

Der Schleifdruck wird im Allgemeinen auf 0,5 bis 0,8 kN (0,025 MPa) geregelt, die Schleifkopfgeschwindigkeit beträgt 60 bis 80 U / min und die Schleifscheibengeschwindigkeit beträgt etwa 60 U / min.

Die Schleifscheibe muss während des Schleifprozesses geschärft werden, um die Entfernungsrate des Siliziumkarbid-Einkristallsubstrats sicherzustellen. Das Schleifscheiben-Abrichtsystem kann die Schleifflüssigkeit gleichmäßig verteilen und den Schleifentfernungseffekt sicherstellen. Wenn die Entfernungsrate der Schleifscheibe verringert wird und die Entfernungsrate nicht durch Online-Abrichten garantiert werden kann, muss die Schleifscheibe offline zugeschnitten werden.

2.3SiC-WaferPolieren von Chemisch mechanisch während des Herstellungsprozesses von Siliziumkarbidwafern

Verwenden Sie mechanische Einwirkung (Druck) und Chemikalie / Oxidation (Wasserstoffperoxid, pH-Wert), um zusammenzuarbeiten und die Oberfläche glatt und sauber zu machen. Das Gleichgewicht zwischen chemischer und mechanischer Wirkung sollte stärker berücksichtigt werden. Die Art der Polierflüssigkeit, das Polierkissen, der Polierdruck, die Geschwindigkeit der Polierscheibe und viele andere Bedingungen bestimmen die Polierqualität:

1. Einfluss der Polierlösungskonzentration: Je höher die Polierlösungskonzentration ist, desto stärker ist die Polierentfernungsfähigkeit. Die Oberflächenrauheit des Substrats nimmt jedoch zu, die Oberflächenqualität nimmt ab. Die Konzentration nimmt ab, die Fähigkeit zum Entfernen des Polierens nimmt ab und die Effizienz ist gering;
2. Härtere Polierkissen können eine bessere Ebenheit erzielen, und weichere Polierkissen können eine Oberfläche mit weniger Fehlern erhalten.
3. Durch Erhöhen des Polierdrucks oder der Rotationsgeschwindigkeit kann die Abtragsrate verbessert werden, gleichzeitig wird jedoch die Oberflächenrauheit des Materials und der Untergrundschadensschicht erhöht, was sich auf die Oberflächenqualität auswirkt.

Wenn die Entfernungsmenge aufgrund der hohen Härte des Siliciumcarbidmaterials zu groß ist, werden die Schleifpartikel der Schleifscheibe unter Einwirkung von Reibung und Extrusion allmählich gerundet und stumpf. Schleifabfälle, die in die Poren auf der Oberfläche der Schleifscheibe eingebettet sind, führen zu einer Verstopfung der Diamantschleifscheibe, was zu einer Verringerung der Schleifkapazität und Effizienz der Schleifscheibe und zu Unebenheiten auf der Oberfläche des Werkstücks führt.

Um dieses Problem zu lösen, wurde der SiC-Wafer-Schleifprozess verbessert und der Ölstein-Online-Abrichtprozess hinzugefügt. Einerseits kann es die auf der Oberfläche der Schleifscheibe verstopften Schleifpartikel entfernen und die Schleifpartikel zur Oberfläche hinausragen lassen; Wenn andererseits die Schleifscheibe stumpf wird, kann sie durch Schärfen wieder geschärft werden, was den Schleif- und Schneidvorgang erleichtert.

Maximale Schnittdicke = 2 * Werkstückgeschwindigkeit / (Schleifscheibengeschwindigkeit * Partikelgrößenzahl der Schleifscheibe) * √ (Radialvorschub / Schleifscheibendurchmesser)

Je kleiner der Vorschub der Schleifscheibe ist, desto besser ist die Oberflächenrauheit des Werkstücks und desto höher ist die Oberflächengenauigkeit. Während des Bearbeitungsprozesses können Sie den geeigneten Vorschub entsprechend der zu erreichenden Oberflächenrauheit auswählen.

Der allgemeine Schleifprozess ist unterteilt in: Hochgeschwindigkeits-Vorschubstufe, Leervorschubstufe, P1-Stufe, P2-Stufe, P3-Stufe und Hochgeschwindigkeits-Rücklaufstufe.

Die Menge an Materialentfernung kann durch Messen der Qualität von Siliziumwafern vor und nach dem Polieren mit der elektronischen Präzisionswaage Sartorius CP225D erhalten werden. Die Oberflächenmorphologieeigenschaften der Siliciumcarbidwafer werden mit einem optischen Olympus OLS4100-Mikroskop analysiert. Messen Sie die Oberflächenrauheit des Siliziumkarbidwafers mit dem Zygo Newview5022 Surface Profiler und messen Sie den Durchschnittswert mit 3 gleichen Punkten auf dem Kreis mit 1/2 Waferdurchmesser. Nach dem Feinpolieren wird die Oberflächenrauheit des Siliciumcarbidwafers mit einem XE-200-Rasterkraftmikroskop gemessen.

2.4 Siliziumkarbid-WaferReinigung

Die Schritte der RCA-Reinigung von Siliziumkarbid sind:

1. Verwenden Sie Aceton (C3H6O) für eine 15-minütige Ultraschallreinigung.
2. Verwenden Sie entionisiertes Wasser für dreimalige Ultraschallreinigung, jeweils 10 Minuten;
3. Reinigen Sie den Wafer nach 15-minütigem Kochen einer Lösung von H2O2 + NH3H2O: H2O mit einem Volumenverhältnis von 1: 1: 5 (die Konzentration von H2O2 beträgt 30%).
4. Verwenden Sie entionisiertes Wasser für dreimalige Ultraschallreinigung, jeweils 10 Minuten;
5. Reinigen Sie den Wafer nach 15-minütigem Kochen einer Lösung von H2O2 + HCl: H2O mit einem Volumenverhältnis von 1: 1: 5 (die HCl-Konzentration beträgt 37%).
6. Verwenden Sie entionisiertes Wasser für dreimalige Ultraschallreinigung, jeweils 10 Minuten;
7. Trocknen Sie den Wafer nach dem Herausnehmen mit hochreinem Stickstoff

Eine RCA-Behandlung kann die Verunreinigungsschicht und andere Verunreinigungen, die nach dem Tempern auf der Oberfläche des Siliciumcarbidwafers verbleiben, wirksam entfernen und beeinflusst die Struktur der Siliciumcarbidwaferoberfläche nicht.

PAM-XIAMEN befolgt strikt den Herstellungsprozess von Siliziumkarbidwafern, um den Kunden hochwertige Siliziumkarbidwafer zur Verfügung zu stellen.

Für weitere Informationen kontaktieren Sie uns bitte per E-Mail unter victorchan@powerwaywafer.com und powerwaymaterial@gmail.com.