Stručný úvod do procesu výroby destiček SiC

Jako nepostradatelný substrátový materiál v nejmodernějším polovodičovém průmyslu,destičky z karbidu křemíkuvykazují vynikající tepelné a elektrické vlastnosti a mohou se pochlubit širokými vyhlídkami na použití ve vysokoteplotních, vysokofrekvenčních, vysoce výkonných a radiaci odolných integrovaných elektronických zařízeních.

Protože přesnost obrábění substrátů SiC přímo ovlivňuje výkon finálních polovodičových součástek, jsou kladeny extrémně přísné požadavky na kvalitu povrchu SiC waferů pro aplikace výroby polovodičů. Tento článek stručně popisuje výrobní proces vysoce kvalitních destiček z karbidu křemíku.

1. Příprava surovin

Vysoce čistý křemíkový prášek a uhlíkový prášek, smíchané ve specifickém poměru, reagují při teplotě přesahující 2000 °C za účelem syntézy částic karbidu křemíku. A poté vysoce kvalitní mikroprášek z karbidu křemíku, který plně splňuje požadavky na růst krystalů SiC, prochází následnými rafinačními postupy, jako je drcení a chemické čištění.

2. Růst krystalů

Vysoce kvalitní mikroprášek SiC se umístí do kelímku ve vysokoteplotní peci a poté se zahřeje na svou sublimační teplotu, při které se rozloží na plyny jako Si, Si₂C a SiC₂. Působením axiálního teplotního gradientu tyto plyny migrují nahoru do horní zóny pece a usazují se kolem zárodečného krystalu SiC a postupně rostou do válcového ingotu.

3. Zpracování ingotů a krájení plátků

Vypěstovaný ingot karbidu křemíku je orientován rentgenovým monokrystalovým orientačním přístrojem a zpracován na polotovary standardního průměru prostřednictvím zploštění povrchu a válcového broušení. Hotové standardní SiC polotovary jsou poté rozřezány na tenké plátky o tloušťce ne větší než 1 mm pomocí vícedrátového krájecího zařízení.

4. Lapování a leštění plátků

Nakrájené plátky se brousí pomocí diamantových lapovacích suspenzí různých velikostí částic, aby se dosáhlo požadované rovinnosti a drsnosti, aplikují se kombinované procesy mechanického leštění a chemického mechanického leštění, aby se získal ultra hladký povrch SiC plátků bez poškození.

5. Kontrola plátků

Různé parametry SiC waferů jsou testovány profesionálními přístroji, včetně optického mikroskopu, rentgenového difraktometru, mikroskopu atomárních sil, bezkontaktního testeru odporu, testeru rovinnosti povrchu a komplexního testeru povrchových defektů. Testované položky zahrnují hustotu mikropipety, kvalitu krystalu, drsnost povrchu, měrný odpor, deformaci, oblouk, variace tloušťky a povrchové škrábance, na základě kterých je klasifikován stupeň kvality každého plátku.

6. Čištění plátků

LeštěnýSiC oplatkyse obvykle čistí pomocí chemických čisticích prostředků a ultračisté vody, aby se důkladně odstranily nežádoucí povrchové nečistoty a zbytková leštící kaše, a poté se suší v atmosféře ultra čistého dusíku pomocí odstředivek. Vyčištěné a vysušené destičky jsou baleny do čistých destičkových kazet v čistém prostoru polovodičové kvality, takže plně splňují následné standardy čistoty.