Кратак увод у процес производње СиЦ вафла

Као незаменљив материјал супстрата у најсавременијој индустрији полупроводника,плочице од силицијум карбидапоказују одличне термичке и електричне особине, могу се похвалити широким изгледима за примену у интегрисаним електронским уређајима на високим температурама, високим фреквенцијама, велике снаге и радијације.

Пошто прецизност обраде СиЦ супстрата директно утиче на перформансе финалних полупроводничких уређаја, постављају се изузетно строги захтеви за квалитет површине СиЦ плочица за апликације у производњи полупроводника. Овај рад укратко описује процес производње висококвалитетних плочица од силицијум карбида.

1. Припрема сировина

Силицијум у праху високе чистоће и угљенични прах, помешани у одређеном односу, реагују на температури већој од 2000℃ да би се синтетизовале честице силицијум карбида. А онда висококвалитетни микро-прашак силицијум карбида који у потпуности испуњава захтеве за раст кристала СиЦ пролази кроз накнадне поступке рафинације као што су дробљење и хемијско чишћење.

2. Раст кристала

Висококвалитетни СиЦ микро-прах се ставља у лончић унутар високотемпературне пећи, а затим се загрева до температуре сублимације, у којој се разлаже на гасове попут Си, Си₂Ц и СиЦ₂. Под дејством аксијалног температурног градијента, ови гасови мигрирају навише у горњу зону пећи и таложе се око кристала семена СиЦ, постепено растући у цилиндрични ингот.

3. Обрада ингота и резање вафла

Ингот силицијум карбида је оријентисан помоћу рендгенског монокристалног инструмента за оријентацију и обрађује се у бланке стандардног пречника кроз површинско изравнавање и цилиндрично млевење. Готови стандардни СиЦ бланкови се затим секу на танке облатне дебљине не више од 1 мм помоћу опреме за сечење са више жица.

4. Лаппинг & Полисхинг

Резане облатне се мељу коришћењем дијамантских талога различитих величина честица како би се постигла потребна равност и храпавост, примењују се комбиновани процеси механичког полирања и хемијског механичког полирања да би се добила ултра глатка површина СиЦ облата без оштећења.

5. Инспекција плочица

Различити параметри СиЦ плочица се тестирају професионалним инструментима, укључујући оптички микроскоп, рендгенски дифрактометар, микроскоп атомске силе, бесконтактни тестер отпорности, тестер равности површине и свеобухватни тестер дефекта површине. Испитане ставке укључују густину микро цеви, квалитет кристала, храпавост површине, отпорност, кривуљу, лук, варијацију дебљине и површинске огреботине, на основу којих се класификује оцена квалитета сваке плочице.

6. Чишћење вафла

ПолираноСиЦ плочицесе обично чисте коришћењем хемијских средстава за чишћење и ултра чисте воде како би се темељно уклонили нежељени површински загађивачи и заостали раствор за полирање, а затим се суше у атмосфери азота ултра високе чистоће са центрифугалним сушарама. Очишћене и осушене облатне се пакују у чисте касете за вафле у чистој просторији за полупроводнике, чиме у потпуности испуњавају стандарде чистоће низводно.