Kort introduktion til SiC Wafer Fabrication Process

Som det uundværlige substratmateriale i den banebrydende halvlederindustri,siliciumcarbid wafersudviser fremragende termiske og elektriske egenskaber og kan prale af brede anvendelsesmuligheder inden for integrerede elektroniske enheder med høj temperatur, høj frekvens, høj effekt og strålingsbestandig.

Da SiC-substraternes bearbejdningspræcision direkte påvirker ydeevnen af ​​endelige halvlederenheder, stilles der ekstremt strenge krav til overfladekvaliteten af ​​SiC-wafere til halvlederfremstillingsapplikationer. Dette papir beskriver kort fremstillingsprocessen af ​​højkvalitets siliciumcarbid wafers.

1. Råvareforberedelse

Højrent siliciumpulver og kulstofpulver, blandet i et specifikt forhold, reageres ved en temperatur på over 2000 ℃ for at syntetisere siliciumcarbidpartikler. Og så gennemgår det højkvalitets siliciumcarbid-mikropulver, der fuldt ud opfylder kravene til SiC-krystalvækst, efterfølgende raffineringsprocedurer som knusning og kemisk rensning.

2. Krystalvækst

SiC-mikropulver af høj kvalitet anbringes i diglen i en højtemperaturovn og opvarmes derefter til dets sublimeringstemperatur, hvori det nedbrydes til gasser som Si, Si₂C og SiC₂. Under påvirkning af en aksial temperaturgradient migrerer disse gasser opad til den øvre ovnzone og aflejres omkring SiC-frøkrystallen, hvor de gradvist vokser til en cylindrisk barre.

3. Ingot Processing & Wafer Slicing

Den voksende siliciumcarbidbarre er orienteret af et røntgen-enkeltkrystalorienteringsinstrument og bearbejdet til emner med standarddiameter gennem overfladeudfladning og cylindrisk slibning. De færdige standard SiC-emner skæres derefter i tynde skiver med en tykkelse på højst 1 mm ved hjælp af multi-wire udskæringsudstyr.

4. Wafer Lapping & Polering

Skiverne skiver slibes ved at bruge diamantopslæmninger af forskellige partikelstørrelser for at opnå den nødvendige fladhed og ruhed, kombinerede mekaniske polerings- og kemisk-mekaniske poleringsprocesser anvendes for at opnå den skadefri ultraglatte overflade af SiC-wafere.

5. Wafer-inspektion

Forskellige parametre for SiC-wafere testes af professionelle instrumenter, herunder optisk mikroskop, røntgendiffraktometer, atomkraftmikroskop, berøringsfri modstandstester, overfladeplanhedstester og omfattende overfladedefekttester. De testede emner inkluderer mikrorørdensitet, krystalkvalitet, overfladeruhed, resistivitet, skævhed, bue, tykkelsesvariation og overfladeridser, baseret på hvilke kvalitetsgraden af ​​hver wafer er klassificeret.

6. Vaffelrensning

PoleretSiC wafersrengøres typisk med kemiske rengøringsmidler og ultrarent vand for grundigt at fjerne de uønskede overfladeforurenende stoffer og resterende poleringsslam og tørres derefter i en nitrogenatmosfære med ultrahøj renhed med centrifugetørrere. De rensede og tørrede wafere pakkes i rene waferkassetter i halvlederrens renrum, hvilket gør, at de fuldt ud opfylder nedstrøms renhedsstandarder.