Pengenalan Ringkas kepada Proses Fabrikasi Wafer SiC

Sebagai bahan substrat yang sangat diperlukan dalam industri semikonduktor termaju,wafer silikon karbidamempamerkan sifat terma dan elektrik yang sangat baik, menawarkan prospek aplikasi yang luas dalam peranti elektronik bersepadu suhu tinggi, frekuensi tinggi, kuasa tinggi dan tahan sinaran.

Memandangkan ketepatan pemesinan substrat SiC secara langsung memberi kesan kepada prestasi peranti semikonduktor akhir, keperluan yang sangat ketat dikenakan ke atas kualiti permukaan wafer SiC untuk aplikasi pembuatan semikonduktor. Kertas ini menerangkan secara ringkas proses pembuatan wafer silikon karbida berkualiti tinggi.

1. Penyediaan Bahan Mentah

Serbuk silikon ketulenan tinggi dan serbuk karbon, dicampur dalam nisbah tertentu, bertindak balas pada suhu melebihi 2000 ℃ untuk mensintesis zarah silikon karbida. Dan kemudian serbuk mikro silikon karbida berkualiti tinggi yang memenuhi sepenuhnya keperluan untuk pertumbuhan kristal SiC menjalani prosedur penapisan seterusnya seperti penghancuran dan pembersihan kimia.

2. Pertumbuhan Kristal

Serbuk mikro SiC berkualiti tinggi diletakkan di dalam mangkuk pijar dalam relau suhu tinggi dan kemudian dipanaskan hingga suhu pemejalwapannya, di mana ia terurai menjadi gas seperti Si, Si₂C dan SiC₂. Di bawah kesan kecerunan suhu paksi, gas ini berhijrah ke atas ke zon relau atas dan memendap di sekeliling hablur benih SiC, secara beransur-ansur berkembang menjadi jongkong silinder.

3. Pemprosesan Jongkong & Menghiris Wafer

Jongkong silikon karbida yang telah ditanam diorientasikan oleh instrumen orientasi kristal tunggal sinar-X dan diproses menjadi kosong berdiameter piawai melalui perataan permukaan dan pengisaran silinder. Kosong standard SiC siap kemudian dihiris menjadi wafer nipis dengan ketebalan tidak lebih daripada 1 mm oleh peralatan penghirisan berbilang wayar.

4. Wafer Lapping & Polishing

Wafer yang dihiris dikisar dengan menggunakan buburan lap berlian pelbagai saiz zarah untuk mencapai kerataan dan kekasaran yang diperlukan, gabungan penggilapan mekanikal dan proses penggilapan mekanikal kimia digunakan untuk mendapatkan permukaan ultra licin SiC yang bebas kerosakan.

5. Pemeriksaan Wafer

Pelbagai parameter wafer SiC diuji oleh instrumen profesional, termasuk mikroskop optik, difraktometer sinar-X, mikroskop daya atom, penguji kerintangan bukan sentuhan, penguji kerataan permukaan dan penguji kecacatan permukaan yang komprehensif. Item yang diuji termasuk ketumpatan paip mikro, kualiti kristal, kekasaran permukaan, kerintangan, meledingkan, haluan, variasi ketebalan dan calar permukaan, berdasarkan gred kualiti setiap wafer dikelaskan.

6. Pembersihan Wafer

Digilapwafer SiCbiasanya dibersihkan menggunakan agen pembersih kimia dan air ultra tulen untuk membuang bahan cemar permukaan yang tidak diingini dan sisa penggilap buburan dan kemudian dikeringkan dalam suasana nitrogen ketulenan ultra tinggi dengan pengering putaran. Wafer yang telah dibersihkan dan dikeringkan dibungkus ke dalam kaset wafer bersih dalam bilik bersih gred semikonduktor, menjadikannya memenuhi piawaian kebersihan hiliran sepenuhnya.