Scurtă introducere în procesul de fabricare a plachetelor de SiC

Ca material substrat indispensabil în industria semiconductoarelor de ultimă oră,plachete cu carbură de siliciuprezintă proprietăți termice și electrice excelente, oferind perspective largi de aplicare în dispozitive electronice integrate la temperaturi înalte, frecvență înaltă, putere mare și rezistente la radiații.

Deoarece precizia de prelucrare a substraturilor SiC are un impact direct asupra performanței dispozitivelor semiconductoare finale, sunt impuse cerințe extrem de stricte asupra calității suprafeței plachetelor SiC pentru aplicațiile de fabricare a semiconductoarelor. Această lucrare descrie pe scurt procesul de fabricație a plachetelor cu carbură de siliciu de înaltă calitate.

1. Pregătirea materiei prime

Pulberea de siliciu de înaltă puritate și pulberea de carbon, amestecate într-un anumit raport, reacţionează la o temperatură care depăşeşte 2000 ℃ pentru a sintetiza particule de carbură de siliciu. Și apoi micropulberea de carbură de siliciu de înaltă calitate, care îndeplinește pe deplin cerințele pentru creșterea cristalelor de SiC, este supusă unor proceduri ulterioare de rafinare, cum ar fi zdrobirea și curățarea chimică.

2. Creșterea Cristalelor

Micro-pulberea de SiC de înaltă calitate este plasată în creuzet într-un cuptor cu temperatură înaltă și apoi încălzită la temperatura de sublimare, în care se descompune în gaze precum Si, Si₂C și SiC₂. Sub efectul unui gradient de temperatură axial, aceste gaze migrează în sus spre zona superioară a cuptorului și se depun în jurul cristalului de sămânță de SiC, crescând treptat într-un lingot cilindric.

3. Procesarea lingourilor și tăierea napolitanelor

Lingoul de carbură de siliciu crescut este orientat de un instrument de orientare cu raze X cu un singur cristal și procesat în semifabricate cu diametru standard prin aplatizarea suprafeței și șlefuirea cilindrică. Semnele standard finisate de SiC sunt apoi tăiate în plachete subțiri cu o grosime de cel mult 1 mm cu un echipament de feliere cu mai multe fire.

4. Slefuire și lustruire a napolitanelor

Napolitanele tăiate sunt măcinate folosind șlamuri de diamant de diferite dimensiuni ale particulelor pentru a obține planeitatea și rugozitatea necesare, procesele combinate de lustruire mecanică și mecanică chimică sunt aplicate pentru a obține suprafața ultra-netedă fără deteriorare a napolitanelor de SiC.

5. Inspecția napolitanelor

Diferiți parametri ai plachetelor SiC sunt testați cu instrumente profesionale, inclusiv microscop optic, difractometru cu raze X, microscop cu forță atomică, tester de rezistivitate fără contact, tester de planeitate a suprafeței și tester cuprinzător de defecte de suprafață. Elementele testate includ densitatea microțevii, calitatea cristalului, rugozitatea suprafeței, rezistivitatea, urzeala, arcul, variația grosimii și zgârieturile de suprafață, pe baza cărora este clasificat gradul de calitate al fiecărei napolitane.

6. Curățarea napolitanelor

LustruitNapolitane SiCsunt de obicei curățate folosind agenți de curățare chimici și apă ultra-pură pentru a îndepărta complet contaminanții de suprafață nedoriți și suspensiile reziduale de lustruire și apoi uscate într-o atmosferă de azot de puritate ultra-înaltă cu uscătoare centrifuge. Napolitanele curățate și uscate sunt ambalate în casete de napolitane curate în camera curată pentru semiconductori, făcându-le să îndeplinească pe deplin standardele de curățenie din aval.