Ọnọdụ na Usoro Ugbu a nke Teknụzụ Nhazi Wafer SiC

Dịka ihe eji emepụta ihe na-emepụta semiconductor nke ọgbọ nke atọ,silicon carbide (SiC)Otu kristal nwere atụmanya sara mbara maka imepụta ngwa eletrọniki dị elu na nke nwere ike dị elu. Teknụzụ nhazi nke SiC na-arụ ọrụ dị mkpa n'imepụta ihe ndị dị elu dị elu. Isiokwu a na-ewebata ọnọdụ nyocha ugbu a na teknụzụ nhazi SiC ma na China ma na mba ofesi, na-enyocha ma na-atụnyere usoro nke ịkpụ, ịkpụ, na imepụta ihe, yana usoro dị na flatness na elu siri ike. Ọ na-akọwakwa ihe ịma aka dị ugbu a na nhazi wafer SiC ma na-atụle ntụziaka mmepe n'ọdịnihu.

Silikọn carbide (SiC)Wafers bụ ihe dị mkpa maka ngwaọrụ semiconductor ọgbọ nke atọ ma nwee nnukwu mkpa na ikike ahịa n'ọhịa dịka microelectronics, eletrọniki ike, na ọkụ semiconductor. N'ihi oke ike na nkwụsi ike kemịkalụ nkeKristal otu SiC, usoro nhazi semiconductor ọdịnala adabaghị kpamkpam maka igwe ha. Ọ bụ ezie na ọtụtụ ụlọ ọrụ mba ụwa emeela nnyocha sara mbara gbasara nhazi nke kristal otu SiC nke na-achọ ike n'ụzọ teknụzụ, a na-echekwa teknụzụ ndị dị mkpa nke ọma.

N'afọ ndị na-adịbeghị anya, China amụbaala mbọ ha na-agba n'ịmepụta ihe na ngwaọrụ kristal otu SiC. Agbanyeghị, ọganihu nke teknụzụ ngwaọrụ SiC na mba ahụ na-ebelata ugbu a site na mmachi na teknụzụ nhazi na ịdị mma wafer. Ya mere, ọ dị mkpa ka China melite ikike nhazi SiC iji melite ogo nke ihe ndị mejupụtara kristal otu SiC ma nweta ngwa bara uru na mmepụta ha.

Usoro nhazi bụ isi gụnyere: ịkpụ → ịkpụcha ọka siri ike → ịkpụcha ọka dị mma → ịkpụcha ọka siri ike (ịkpụcha ígwè) → ịkpụcha ọka dị mma (ịkpụcha kemịkalụ kemịkalụ, CMP) → inyocha.

Mkpụcha nke kristal SiC otu

Na nhazi nkeKristal otu SiC, ịkpụ bụ nzọụkwụ mbụ na nke dị oke mkpa. Nha, wafer's bow, warp, na global thickness variation (TTV) nke sitere na usoro ịkpụcha na-ekpebi ịdị mma na arụmọrụ nke ọrụ ịkpụcha na polishing na-esote.

Enwere ike kewaa ngwaọrụ ịkpụ ihe site na ọdịdị ya gaa na ncha dị n'ime diamond (ID), ncha dị n'èzí (OD), ncha band, na ncha waya. N'aka nke ya, enwere ike kewaa ncha waya site na ụdị mmegharị ha gaa na sistemụ waya na-agbanwe agbanwe na nke na-anaghị agwụ agwụ. Dabere na usoro ịkpụ ihe nke ncha, enwere ike kewaa usoro ịkpụ waya n'ụdị abụọ: ncha waya na-adịghị agwụ agwụ na ncha waya diamond abrasive.

1.1 Ụzọ Ịcha Akpụ Omenala

Omimi ịkpụ nke dayameta mpụta (OD) na-ejedebe site na dayameta nke agụba. N'oge a na-egbutu agụba, agụba ahụ na-enwe ike ịma jijiji na ntụgharị, na-ebute oke mkpọtụ na enweghị isi ike. Nkwọcha dị n'ime (ID) na-eji ihe nchacha diamond na gburugburu ime agụba ahụ dị ka ọnụ ụzọ ịkpụ. Agụba ndị a nwere ike ịdị gịrịgịrị dị ka 0.2 mm. N'oge ịkpụ, agụba ID na-agbagharị na oke ọsọ ebe ihe a ga-egbutu na-agagharị n'akụkụ dị n'etiti agụba ahụ, na-enweta ịkpụ site na mmegharị a.

Ịsa ákwà diamond na-achọ nkwụsị na mgbanwe ugboro ugboro, ọsọ ịkpụ ya dịkwa obere nke ukwuu—ọ na-abụkarị ihe na-agaghị agafe mita abụọ n'otu oge. Ha na-enwekwa nnukwu mmebi igwe na nnukwu ụgwọ mmezi. N'ihi obosara nke agụba a kpara, radius ịkpụ ya enweghị ike ịdị obere, ọ gaghị ekwe omume ịkpụ ọtụtụ iberibe. Ngwaọrụ ịkpụ ihe ọdịnala ndị a nwere oke site na ike nke ntọala ahụ, ha enweghịkwa ike ịkpụ akụkụ gbagọrọ agbagọ ma ọ bụ nwee radii ntụgharị dị oke mma. Ha nwere ike ịkpụ akụkụ kwụ ọtọ, mepụta kerfs sara mbara, nwee obere ọnụego mmepụta, ma si otú a adịghị mma maka ịkpụ.Kristal SiC.

1.2 Ịcha ọtụtụ waya waya n'efu

Usoro ịkpụcha waya abrasive n'efu na-eji mmegharị ngwa ngwa nke waya ahụ ebuga slurry n'ime kerf, na-eme ka mwepụ ihe dị na ya. Ọ na-eji usoro nhazi nke na-agbanwe agbanwe ma ugbu a ọ bụ usoro tozuru oke ma na-ejikarị eme ihe maka ịkpụ silicon otu kristal dị iche iche nke ọma. Agbanyeghị, a kabeghị amụcha ojiji ya na ịkpụ SiC nke ọma.

Ncha waya abrasive n'efu nwere ike ịhazi wafers nwere ọkpụrụkpụ na-erughị 300 μm. Ha na-enye obere mfu kerf, ọ naghị akpata mgbawa, ma na-ebute ezigbo mma elu. Agbanyeghị, n'ihi usoro mwepụ ihe ahụ - dabere na ntụgharị na ntinye nke abrasives - elu wafer na-enwekarị nrụgide fọdụrụnụ, obere mgbawa, na oyi akwa mmebi miri emi. Nke a na-eduga na wafer warping, na-eme ka ọ sie ike ijikwa izi ezi nke profaịlụ elu, ma na-eme ka ibu dịkwuo elu na usoro nhazi ndị ọzọ.

Arụmọrụ ịkpụcha ihe na-emetụta nke ukwuu site na slurry; ọ dị mkpa ịnọgide na-enwe nkọ nke ihe ndị a na-apịachi ihe na oke nke ihe ndị a na-apịachi ihe. Ọgwụgwọ na imegharị ihe na-efu oke ego. Mgbe ị na-egbutu ingots buru ibu, ihe ndị a na-apịachi ihe na-esiri ike ịbanye na kerfs miri emi na ogologo. N'okpuru otu nha ọka a na-apịachi ihe, mfu kerf karịrị nke igwe e ji waya a na-apịachi ihe.

1.3 Ịcha ọtụtụ waya nke e ji waya Diamond mee nke a na-anaghị ehicha nke ọma

A na-emekarị igwe waya diamond a na-apịachi apịachi site n'itinye ihe ndị dị na diamond n'elu waya ígwè site na iji usoro njikọ electroplating, sintering, ma ọ bụ resin. Igwe waya diamond a na-apịachi apịachi na-enye uru dịka kerfs dị warara, ịdị mma nke iberibe ka mma, arụmọrụ ka elu, obere mmetọ, na ikike ịkpụ ihe siri ike.

Usoro a kacha eji akwọ waya diamond nke a na-akpọ electroplated bụ ugbu a ụzọ kachasị eji gbutuo SiC. Foto nke 1 (egosighi ebe a) na-egosi etu esi gbutuo wafers SiC site na iji usoro a. Ka ịkpụ ahụ na-aga n'ihu, wafer warpage na-abawanye. Nke a bụ n'ihi na mpaghara kọntaktị dị n'etiti waya na ihe ahụ na-abawanye ka waya ahụ na-agbada, na-eme ka iguzogide na mkpọtụ waya dịkwuo elu. Mgbe waya ahụ ruru dayameta kachasị elu nke wafer ahụ, mkpọtụ ahụ na-eru n'ọkwa kachasị elu, na-ebute oke warpage.

N'oge ikpeazụ nke ịkpụcha, n'ihi na waya na-aga ngwa ngwa, mmegharị ọsọ kwụsiri ike, mbelata ọsọ, nkwụsị, na mgbanwe, yana nsogbu n'iwepụ ihe mkpofu na ihe na-ekpo ọkụ, ịdị mma elu nke wafer ahụ na-emebi. Mgbanwe waya na mgbanwe ọsọ, yana nnukwu ihe ndị dị na waya ahụ, bụ isi ihe na-akpata mgbawa elu.

1.4 Teknụzụ nkewa oyi

Nkewa oyi nke kristal otu SiC bụ usoro ọhụrụ n'ọhịa nhazi ihe semiconductor nke ọgbọ nke atọ. N'afọ ndị na-adịbeghị anya, ọ dọtara mmasị dị ukwuu n'ihi uru ya pụtara ìhè n'imeziwanye mmepụta na ibelata mfu ihe. Enwere ike inyocha teknụzụ ahụ site na akụkụ atọ: ụkpụrụ ọrụ, usoro usoro, na uru ndị bụ isi.

Nchọpụta Nhazi Kristal na Ịchacha Dayameta Mpụta: Tupu a na-ahazi ya, a ga-achọpụta nhazi kristal nke ingot SiC. A na-akpụzi ingot ahụ ka ọ bụrụ usoro cylindrical (nke a na-akpọkarị SiC puck) site na ịpịcha dayameta mpụta. Nzọụkwụ a na-atọ ntọala maka ịkpụ na ịkpụgharị ntụziaka na-esote.

Ịkpụcha ọtụtụ waya: Usoro a na-eji ihe ndị na-eme ka ọ dị nro yana waya ịkpụcha iji bepụ ihe ndị dị ka silinda. Agbanyeghị, ọ na-enwe nnukwu mfu kerf na nsogbu enweghị nhata n'elu.

Teknụzụ Ịkpụcha Laser: A na-eji laser emepụta oyi akwa agbanwere agbanwe n'ime kristal ahụ, nke a ga-esi na ya wepụ iberibe dị gịrịgịrị. Ụzọ a na-ebelata mfu ihe ma na-eme ka arụmọrụ nhazi dịkwuo mma, na-eme ka ọ bụrụ ụzọ ọhụrụ dị mma maka ịkpụ wafer SiC.

Nhazi usoro ịkpụ

Ịcha ọtụtụ waya abrasive: Nke a bụ teknụzụ a ma ama ugbu a, nke dabara adaba maka njirimara siri ike dị elu nke SiC.

Igwe Ọkụ Eletriki (EDM) na Teknụzụ Nkewa Oyi: Usoro ndị a na-enye ngwọta dị iche iche ahaziri maka ihe achọrọ.

Usoro Ịchacha: Ọ dị mkpa ịhazi ọnụego mwepụ ihe na mmebi elu. A na-eji Chemical Mechanical Polishing (CMP) eme ka elu ahụ dị mma.

Nlekota Oge n'Eziokwu: A na-ewebata teknụzụ nyocha n'ịntanetị iji nyochaa oke iru ala n'oge.

Ịchacha Laser: Usoro a na-ebelata mfu kerf ma na-ebelata usoro nhazi, mana mpaghara okpomọkụ ahụ ka bụ ihe ịma aka.

Teknụzụ Nhazi Ngwakọta: Ijikọta ụzọ igwe na kemịkalụ na-eme ka arụmọrụ nhazi dịkwuo mma.

Teknụzụ a enwetala ngwa ọrụ ụlọ ọrụ mmepụta ihe. Dịka ọmụmaatụ, Infineon nwetara SILTECTRA ma ugbu a nwere ikike ikike ndị bụ isi na-akwado mmepụta nke wafers 8-inch. Na China, ụlọ ọrụ dịka Delong Laser enwetala arụmọrụ mmepụta nke wafers 30 kwa ingot maka nhazi wafer 6-inch, nke na-anọchite anya mmụba 40% karịa usoro ọdịnala.

Ka mmepụta akụrụngwa ụlọ na-agba ọsọ, a na-atụ anya na teknụzụ a ga-abụ ihe ngwọta kachasị maka nhazi ihe ndị dị na SiC. Ka dayameta nke ihe semiconductor na-abawanye, ụzọ ịkpụ ihe ọdịnala aghọọla ihe ochie. N'ime nhọrọ ndị dị ugbu a, teknụzụ igwe eji waya diamond akwọ na-egosi atụmanya ngwa kachasị mma. Ịkpụ laser, dịka usoro na-apụta, na-enye uru dị ukwuu ma a na-atụ anya na ọ ga-abụ ụzọ ịkpụ ihe mbụ n'ọdịnihu.

2,SiC Single Crystal Igweri

Dịka onye nnọchi anya semiconductors ọgbọ nke atọ, silicon carbide (SiC) na-enye uru dị ukwuu n'ihi nnukwu bandgap ya, oke ọkụ eletrik na-agbaji, oke ọsọ elektrọn saturation, na ezigbo ike okpomọkụ. Njirimara ndị a na-eme ka SiC baa uru karịsịa na ngwa voltaji dị elu (dịka ọmụmaatụ, gburugburu 1200V). Teknụzụ nhazi maka substrates SiC bụ akụkụ dị mkpa nke imepụta ngwaọrụ. Ogo elu na nkenke nke substrate na-emetụta kpọmkwem mma nke oyi akwa epitaxial na arụmọrụ nke ngwaọrụ ikpeazụ.

Isi ihe mere e ji gwerie ihe bụ iwepụ akara osisi e ji gwerie ihe na oyi akwa mmebi nke e ji gwerie ihe, nakwa idozi mmebi nke usoro ịkpụ ihe kpatara. Ebe ọ bụ na SiC siri ike nke ukwuu, ịkpụ ihe chọrọ iji ihe ndị siri ike dịka boron carbide ma ọ bụ diamond. A na-ekewakarị ịkpụ ihe nkịtị ka ọ bụrụ ịkpụ ihe siri ike na ịkpụ ihe dị mma.

2.1 Ịkpụcha ihe dị nro ma dị mma

Enwere ike ịkewa egweri dabere na nha ihe mkpofu abrasive:

Ịgweri ihe n'ụzọ dị nro: Ọ na-eji ihe ndị buru ibu ewepụ akara osisi na ihe ndị mebiri emebi n'oge a na-egbutu ya, na-eme ka nhazi ya ka mma.

Ịchacha nke Ọma: Na-eji ihe ndị na-eme ka ọ dị nro wepụ ihe ndị mebiri emebi nke e ji ihe dị nro kpụọ, belata ihe ndị na-adịghị mma n'elu ya, ma mee ka ọ dị mma n'elu ya.

Ọtụtụ ndị na-emepụta ihe ndị e ji SiC mee n'ụlọ na-eji usoro mmepụta buru ibu. Usoro a na-ejikarị eme ihe gụnyere ịkpụcha akụkụ abụọ site na iji efere ígwè a kpụrụ akpụ na ihe mkpuchi diamond monocrystalline. Usoro a na-ewepụ oyi akwa mmebi nke waya kpara aka ekpe, na-edozi ọdịdị wafer, ma na-ebelata TTV (Nhazi ọkpụrụkpụ), Bow, na Warp. Ọnụego mwepụ ihe ahụ na-adịgide adịgide, na-erukarị 0.8–1.2 μm/min. Agbanyeghị, elu wafer nke a na-enweta bụ matte nke nwere oke ike dị elu—karịsịa ihe dị ka 50 nm—nke na-etinye ọchịchọ dị elu na usoro polishing ndị ọzọ.

2.2 Ịgweri Ihe n'otu akụkụ

Ngweri otu akụkụ na-arụ ọrụ naanị otu akụkụ nke wafer ahụ n'otu oge. N'oge usoro a, a na-etinye wafer ahụ na wax n'elu efere ígwè. Mgbe nrụgide etinyere ya, ihe mejupụtara ya na-agbanwe obere mgbanwe, elu elu ahụ na-adịkwa larịị. Mgbe e gwerichara ya, a na-eme ka elu ala dị larịị. Mgbe ewepụsịrị nrụgide ahụ, elu elu na-agbakeghachi n'ụdị mbụ ya, nke na-emetụtakwa ala ala nke ala ahụ—na-eme ka akụkụ abụọ ahụ gbagọọ agbagọ ma gbajie agbagọ.

Ọzọkwa, efere e ji gwerie ihe nwere ike ịghọ nke kpọnwụrụ akpọnwụ n'ime obere oge, nke na-eme ka wafer ahụ ghọọ nke kpọnwụrụ akpọnwụ. Iji mee ka efere ahụ dị larịị, a chọrọ ka e jiri ya mgbe niile. N'ihi obere arụmọrụ na enweghị ike ịkpụcha wafer, igwe e ji otu akụkụ gwerie ihe adịghị mma maka mmepụta nke ukwuu.

A na-ejikarị wiil #8000 e ji egweri ihe nke ọma. Na Japan, usoro a bụ nke tozuru oke ma na-ejikwa wiil #30000 e ji amịcha ihe. Nke a na-eme ka elu nke wafers ndị a na-arụzi rụọ ọrụ ruo n'okpuru 2 nm, na-eme ka wafers ndị a dị njikere maka CMP ikpeazụ (Chemical Mechanical Polishing) na-enweghị nhazi ọzọ.

2.3 Teknụzụ Ịkpụcha Ihe n'Otu Akụkụ

Teknụzụ Ịkpụcha Ihe Otu Akụkụ nke Diamond bụ ụzọ ọhụrụ e si akwọ ihe n'otu akụkụ. Dịka egosiri na Foto nke 5 (anaghị egosi ebe a), usoro a na-eji efere e ji diamond gwerie ihe. A na-edozi wafer ahụ site na mmịpụta ikuku, ebe wafer na wiilị diamond na-agbagharị n'otu oge. Wheeli ahụ na-eji nwayọọ nwayọọ na-agbada iji mee ka wafer ahụ dị nro ruo n'ọkpụrụkpụ ebumnuche. Mgbe otu akụkụ mechara, a na-atụgharị wafer ahụ iji hazie akụkụ nke ọzọ.

Mgbe ịchachasịchara, wafer 100 mm nwere ike ime:

Ụta < 5 μm

TV < 2 μm

Ọdịdị elu < 1 nm

Usoro nhazi otu wafer a na-enye nkwụsi ike dị elu, nguzosi ike dị mma, yana oke mwepụ ihe. Ma e jiri ya tụnyere igwe e ji akụkụ abụọ mee ihe, usoro a na-eme ka arụmọrụ igwe e ji ihe rụọ dịkwuo mma site na ihe karịrị 50%.

2.4 Ịkpụcha akụkụ abụọ

Ịkpụcha akụkụ abụọ na-eji efere elu na nke dị ala gwerie akụkụ abụọ nke ihe mkpuchi ahụ n'otu oge, na-eme ka elu ya dị mma n'akụkụ abụọ ahụ.

N'oge usoro a, efere igwe nri na-ebu ụzọ tinye nrụgide n'ebe kachasị elu nke ihe eji arụ ọrụ ahụ, na-eme ka mgbanwe na mwepụ nke ihe dị na ya dị nwayọ nwayọ n'ebe ndị ahụ. Ka a na-eme ka ebe ndị dị elu dị larịị, nrụgide dị na ihe eji arụ ọrụ ahụ na-aghọ otu nke ọma, na-eme ka mgbanwe na-aga n'ihu n'elu ahụ dum. Nke a na-enye ohere ka elu na ala dị larịị. Ozugbo igwe nri gwụchara ma a hapụ nrụgide ahụ, akụkụ ọ bụla nke ihe eji arụ ọrụ ahụ na-agbake n'otu aka ahụ n'ihi nrụgide nhata ọ nwetara. Nke a na-eduga na obere mgbanwe na ịdị larịị dị mma.

Nchacha elu nke wafer mgbe e gweri ya dabere na nha nke ihe ndị na-eme ka ọ dị nro—ihe ndị pere mpe na-emepụta elu dị nro. Mgbe ị na-eji ihe ndị na-eme ka ọ dị nro 5 μm maka ịkpụcha akụkụ abụọ, enwere ike ijikwa ịdị larịị na mgbanwe ọkpụrụkpụ nke wafer n'ime 5 μm. Ntụle Atomic Force Microscopy (AFM) na-egosi ịdị nro elu (Rq) nke ihe dị ka 100 nm, yana oghere ịkpụcha ruo 380 nm miri emi na akara ahịrị a na-ahụ anya nke ihe ndị na-eme ka ọ dị nro kpatara.

Usoro ka mma gụnyere ịkpụcha akụkụ abụọ site na iji polyurethane foam pad jikọtara ya na polycrystalline diamond slurry. Usoro a na-emepụta wafers nwere obere oke iru ala, na-erute Ra < 3 nm, nke bara uru nke ukwuu maka ịchacha ihe ndị SiC na-esote.

Agbanyeghị, ịkọcha elu ka bụ nsogbu a na-edozighị. Ọzọkwa, a na-emepụta diamond polycrystalline nke ejiri mee ihe a site na mmepụta ihe mgbawa, nke siri ike n'ụzọ teknụzụ, na-emepụta obere ọnụọgụ, ma dịkwa oke ọnụ.

Ịchacha kristal SiC otu

Iji nweta elu dị mma nke e ji silicon carbide (SiC) mee, ịchacha ga-ewepụ olulu e ji egweri ihe na ihe ndị na-eme ka elu dị larịị nke nanometer. Ebumnuche ya bụ imepụta elu dị larịị, nke na-enweghị ntụpọ na-enweghị mmetọ ma ọ bụ mmebi, enweghị mmebi n'okpuru ala, na enweghị nrụgide elu fọdụrụnụ.

3.1 Ịmepụta ihe na CMP nke Wafers SiC

Mgbe e tochara obere kristal SiC, ntụpọ elu na-egbochi ya iji ya ozugbo maka uto epitaxial. Ya mere, a chọrọ nhazi ọzọ. A na-ebu ụzọ akpụzi ingot ahụ ka ọ bụrụ ụdị cylindrical nkịtị site na ịgba gburugburu, wee bee ya n'ime wafers site na iji waya ịkpụ, wee soro ya nyochaa ntụzịaka kristal. Ịchacha bụ nzọụkwụ dị mkpa n'imeziwanye mma wafer, na-edozi mmebi elu nwere ike ịkpata site na ntụpọ uto kristal na usoro nhazi gara aga.

E nwere ụzọ anọ dị mkpa iji wepụ ihe mkpuchi mmebi elu na SiC:

Ịchacha igwe: Ọ dị mfe mana ọ na-ahapụ ọkọ; ọ dị mma maka ịkpụcha mbụ.

Nchacha Kemịkal Mechanical (CMP): Na-ewepụ ọkọ site na iji ihe e ji egbutu kemịkalụ; ọ dị mma maka ịchacha nke ọma.

Ịkpụcha hydrogen: Ọ chọrọ ngwa dị mgbagwoju anya, nke a na-ejikarị eme ihe na usoro HTCVD.

Ịchacha ihe e ji plasma mee: Ihe dị mgbagwoju anya ma a naghị eji ya eme ihe mgbe niile.

Ịchacha naanị ihe eji arụ ọrụ na-akpatakarị nkụ, ebe ịchacha naanị ihe eji kemịkalụ mee nwere ike ibute ịchacha ihe na-adịghị mma. CMP na-ejikọta uru abụọ ahụ ma na-enye ngwọta dị irè ma dị ọnụ ala.

Ụkpụrụ Ọrụ CMP

CMP na-arụ ọrụ site n'ịtụgharị wafer ahụ n'okpuru nrụgide edobere megide ihe na-eme ka ọ dị mma. Mmegharị a, yana nchacha igwe sitere na ihe na-eme ka ọ dị ka nano na slurry na mmetụta kemịkalụ nke ihe ndị na-eme ka ọ dị mma, na-enweta nhazi elu.

Ihe ndị dị mkpa e ji mee ihe:

Mmiri na-eme ka ọ dị ọcha: Nwere ihe ndị na-eme ka ọ dị nro na ihe ndị na-eme ka ọ dị nro.

Pad ịcha mma: Ọ na-ebelata mgbe ejiri ya, na-ebelata nha oghere ahụ ma na-ebelata arụmọrụ nnyefe ihe ruru unyi. Uwe a na-eyi mgbe niile, nke a na-ejikarị ihe mkpuchi diamond, dị mkpa iji weghachi ike ya.

Usoro CMP nkịtị

Ihe na-afụ ụfụ: 0.5 μm diamond slurry

Oke iru ala: ~0.7 nm

Ịkpụcha ígwè kemịkalụ:

Ngwa ịkpụcha ihe: AP-810 ihe mkpuchi otu akụkụ

Nrụgide: 200 g/cm²

Ọsọ efere: 50 rpm

Ọsọ ihe njide seramiiki: 38 rpm

Ngwakọta slurry:

SiO₂ (30 wt%, pH = 10.15)

0–70 wt% H₂O₂ (30 wt%, ọkwa reagent)

Gbanwee pH ka ọ bụrụ 8.5 site na iji 5 wt% KOH na 1 wt% HNO₃

Ọkwa mmiri mmiri: 3 L/min, a na-emegharị ya ọzọ

Usoro a na-eme ka mma SiC wafer dịkwuo mma ma na-emezu ihe achọrọ maka usoro ndị dị n'okpuru ala.

Ihe ịma aka teknụzụ na nhazi igwe

SiC, dịka ihe na-emepụta ihe na-eme ka ihe dị n'ime ya dị ka semiconductor sara mbara, na-arụ ọrụ dị mkpa n'ụlọ ọrụ eletrọniki. Site na ihe ndị dị mma na nke anụ ahụ na kemịkalụ, kristal otu SiC dabara adaba maka gburugburu ebe dị oke njọ, dịka okpomọkụ dị elu, ugboro ugboro dị elu, ike dị elu, na iguzogide radieshon. Agbanyeghị, ọdịdị ya siri ike ma dị nro na-eweta nnukwu ihe ịma aka maka ịkpụcha na ịchacha.

Ka ndị nrụpụta ụwa na-agbanwe site na wafers nke dị sentimita isii ruo sentimita asatọ, nsogbu dịka mgbawa na mmebi wafer n'oge nhazi aghọọla ihe a na-ahụkarị, na-emetụta mmepụta nke ukwuu. Imezi ihe ịma aka teknụzụ nke substrates SiC nke dị sentimita asatọ ugbu a bụ ihe dị mkpa maka ọganihu ụlọ ọrụ ahụ.

N'oge nke 8-inch, nhazi wafer SiC na-eche ọtụtụ ihe ịma aka ihu:

Ọ dị mkpa ka e jiri Wafer mee ka mmepụta chip dịkwuo elu, belata mfu ọnụ, ma belata ọnụ ahịa mmepụta - karịsịa ebe ọ bụ na ọchịchọ na-arị elu na ngwa ụgbọala eletrik.

Ọ bụ ezie na uto nke kristal otu SiC nke dị sentimita asatọ etoola, usoro azụ dịka ịcha na ịchacha ka na-eche nsogbu ihu, na-ebute obere mkpụrụ (naanị 40–50%).

Wafer ndị buru ibu na-enweta nkesa nrụgide dị mgbagwoju anya karị, na-eme ka ihe isi ike nke ijikwa nrụgide na-eme ka ọ dị mma ma na-eme ka ọ dịgide.

Ọ bụ ezie na ọkpụrụkpụ nke wafers nke dị sentimita asatọ na-eru nso na wafers nke dị sentimita isii, ha na-adịkarị mfe imebi mgbe a na-ejikwa ha n'ihi nrụgide na mgbagọ.

Iji belata nrụgide, agha, na mgbawa nke metụtara ịkpụ, a na-ejikarị ịkpụ laser eme ihe. Agbanyeghị,

Laser ndị na-eji ogologo ebili mmiri eme ihe na-emebi okpomọkụ.

Laser ndị na-adị mkpụmkpụ na-emepụta ihe ndị dị arọ ma na-eme ka ihe ndị mebiri emebi dịkwuo omimi, na-eme ka ihe ndị na-eme ka ọ dị mgbagwoju anya.

Usoro ọrụ polishing mekaniki maka SiC

Usoro usoro izugbe gụnyere:

Ịcha ntụzịaka

Ịkpụcha ihe siri ike

Ịkpụcha nke ọma

Ịkpụcha ígwè

Nchacha Mechanical Chemical (CMP) dị ka nzọụkwụ ikpeazụ

Nhọrọ nke usoro CMP, nhazi ụzọ usoro, na imeziwanye paramita dị oke mkpa. Na mmepụta semiconductor, CMP bụ nzọụkwụ na-ekpebi maka imepụta wafers SiC nwere elu dị nro, enweghị ntụpọ, na enweghị mmebi, nke dị mkpa maka uto epitaxial dị elu.

(a) Wepụ ingot SiC n'ime ihe mkpuchi ahụ;

(b) Mee nhazi mbụ site na iji igwe e ji akwa mpụta mee ihe;

(c) Chọpụta nhazi kristal ahụ site na iji flat ma ọ bụ notches nhazi;

(d) Bee ingot ahụ ka ọ bụrụ wafer dị gịrịgịrị site na iji igwe e ji waya kpụọ ọtụtụ waya;

(e) Mee ka elu dị nro dị ka enyo site na ịcha na ịchacha usoro.

Mgbe emechara usoro nhazi ahụ, nsọtụ mpụta nke wafer SiC na-aghọ nkọ, nke na-eme ka ohere nke mgbawa dị elu mgbe a na-ejikwa ya ma ọ bụ na-eji ya eme ihe. Iji zere adịghị ike dị otú ahụ, a chọrọ ka e jiri ákwà kpaa ya.

Na mgbakwunye na usoro ịkpụcha ihe ọdịnala, ụzọ ọhụrụ maka ịkwadebe wafers SiC gụnyere teknụzụ njikọ. Ụzọ a na-eme ka mmepụta wafer dị mfe site na ijikọ obere oyi akwa SiC otu kristal na ihe dị iche iche (ihe na-akwado substrate).

Foto nke 3 na-egosi usoro usoro ahụ:

Nke mbụ, a na-emepụta oyi akwa delamination n'ime omimi akọwapụtara n'elu kristal otu SiC site na itinye hydrogen ion ma ọ bụ usoro ndị yiri ya. A na-ejikọ kristal otu SiC a na-edozi na ihe nkwado dị larịị ma na-etinye nrụgide na okpomọkụ. Nke a na-enye ohere mbufe na nkewa nke oyi akwa otu kristal SiC na ihe nkwado ahụ.

A na-eme ka oyi akwa SiC nke kewapụrụ dị n'elu ala iji nweta ịdị larịị achọrọ, a pụkwara iji ya mee ihe ọzọ n'usoro njikọ ndị ọzọ. Ma e jiri ya tụnyere ịkpụ kristal SiC ọdịnala, usoro a na-ebelata ọchịchọ maka ihe dị oke ọnụ. Ọ bụ ezie na ihe ịma aka teknụzụ ka dị, nnyocha na mmepe na-aga n'ihu nke ọma iji mee ka mmepụta wafer dị ọnụ ala.

N'ihi ike siri ike na nkwụsi ike kemịkalụ nke SiC—nke na-eme ka ọ ghara iguzogide mmeghachi omume n'oge okpomọkụ ụlọ—a chọrọ iji igwe kpụchaa ihe iji wepụ obere olulu e ji egweri ihe, belata mmebi elu, wepụ ihe ndị na-akpata nkụ, ntụpọ, na ntụpọ akpụkpọ oroma, belata ihe ndị na-adịghị mma n'elu, melite ịdị larịị, ma melite mma elu.

Iji nweta elu dị elu nke a na-egbuke egbuke, ọ dị mkpa:

Gbanwee ụdị ihe nchacha,

Belata nha nke ihe dị n'ime ya,

Mee ka usoro nhazi dịkwuo mma,

Họrọ ihe e ji amịcha ihe na ihe mkpuchi ndị nwere ike siri ike.

Foto nke 7 na-egosi na ịkpụcha akụkụ abụọ nke nwere ihe nchacha 1 μm nwere ike ijikwa mgbanwe dị larịị na ọkpụrụkpụ n'ime 10 μm, ma belata oke iru ala ruo ihe dị ka 0.25 nm.

3.2 Nchacha Mechanical Chemical (CMP)

Nchacha kemịkalụ (CMP) na-ejikọta mkpụcha ihe dị oke mma na ihe e ji ekpochapụ kemịkalụ iji mepụta elu dị larịị ma dị larịị n'elu ihe a na-ahazi. Isi ihe dị mkpa bụ:

Mmeghachi omume kemịkalụ na-eme n'etiti slurry na-eme ka ọ dị nro na elu wafer, na-emepụta oyi akwa dị nro.

Nsogbu dị n'etiti ihe ndị na-emebi emebi na oyi akwa dị nro na-ewepụ ihe ahụ.

Uru CMP:

Na-emeri nsogbu nke imepụta ihe nchacha igwe ma ọ bụ kemịkalụ,

Na-emezu atụmatụ zuru ụwa ọnụ na nke mpaghara,

Na-emepụta elu dị larịị na obere ihe siri ike,

Ọ naghị ahapụ ihe ọ bụla mebiri emebi n'elu ma ọ bụ n'okpuru ala.

N'uju:

Wafer ahụ na-agagharị ma e jiri ya tụnyere ihe e ji amịcha ihe n'okpuru nrụgide.

Ihe ndị na-eme ka ihe dị na nanometer (dịka ọmụmaatụ, SiO₂) dị na slurry na-esonye na ịkpụcha ihe, na-eme ka njikọ covalent Si–C ghara ịdị ike ma na-eme ka mwepụ ihe dịkwuo mma.

Ụdị Usoro CMP:

Nchacha Abrasive Na-enweghị Nchacha: A na-egbochi Abrasives (dịka ọmụmaatụ, SiO₂) na slurry. Iwepụ ihe na-eme site na nchacha ahụ atọ (wafer-pad-abrasive). A ghaghị ijikwa nha abrasive (karịsịa 60-200 nm), pH, na okpomọkụ nke ọma iji melite otu nha.

Ịchacha Abrasive nke A Na-edozi: A na-etinye ihe ndị na-emebi emebi n'ime ihe mkpuchi iji gbochie njikọta - ọ dị mma maka nhazi dị oke mma.

Nhicha Mgbe E Mechara Ịchacha:

A na-eme wafers a kpụchara akpụcha:

Nhicha kemịkalụ (gụnyere mmiri DI na mwepụ ihe fọdụrụ na slurry),

DI na-asacha mmiri, na

Ịkpọ nkụ nitrogen ọkụ

iji belata ihe ndị na-emerụ elu.

Ogo Elu na Arụmọrụ

Enwere ike ibelata oke ike nke elu ruo Ra < 0.3 nm, na-emezu ihe achọrọ maka epitaxy semiconductor.

Nhazi zuru ụwa ọnụ: Nchikota nke ime ka kemịkal dị nro na mwepụ igwe na-ebelata ọkọ na ihe na-adịghị mma, na-arụ ọrụ karịa usoro igwe ma ọ bụ kemịkalụ dị ọcha.

Arụmọrụ Dị Elu: Dabara adaba maka ihe siri ike na nke na-agbawa agbawa dịka SiC, yana ọnụego mwepụ ihe karịrị 200 nm/h.

Usoro Ndị Ọzọ Na-apụta Apụta Maka Ịchacha

Na mgbakwunye na CMP, atụpụtala ụzọ ndị ọzọ, gụnyere:

Ịchacha ihe n'ụzọ elektrọnik, ịchacha ihe n'ụzọ e si enyere Catalyst aka, na

Ịkpụcha ihe dị ka tribochemical.

Agbanyeghị, ụzọ ndị a ka dị n'ọkwa nyocha ma ha etoola nwayọ nwayọ n'ihi ihe onwunwe siri ike nke SiC.

N'ikpeazụ, nhazi SiC bụ usoro nwayọ nwayọ nke ibelata agha na nsogbu iji melite ịdị mma elu, ebe njikwa ịdị larịị na njikwa ihe isi ike dị oke mkpa n'oge ọ bụla.

Teknụzụ nhazi

N'oge a na-egweri wafer, a na-eji ihe dị ka diamond slurry nwere nha dị iche iche e ji gweri wafer ahụ ruo mgbe ọ dị larịị ma sie ike n'elu ya. Nke a na-esochi ya bụ ịchacha, site na iji usoro imecha igwe na kemịkalụ mekaniki (CMP) mepụta wafer silicon carbide (SiC) nke na-enweghị mmebi.

Mgbe emechara ka ọ dị ọcha, a na-enyocha wafer SiC nke ọma site na iji ngwa dị ka igwe onyonyo anya na igwe onyonyo X-ray diffractometers iji hụ na ihe niile dị mkpa na teknụzụ na-emezu ihe achọrọ. N'ikpeazụ, a na-eji ihe nhicha pụrụ iche na mmiri dị ọcha hichaa wafers ndị a na-egbuke egbuke iji wepụ ihe ndị na-emerụ emerụ n'elu. A na-eji gas nitrogen na igwe nkụcha ihe dị oke elu kpọọ ha nkụ, na-emecha usoro mmepụta dum.

Mgbe ọtụtụ afọ nke mgbalị gasịrị, e nweela ọganihu dị ukwuu na nhazi otu kristal SiC n'ime China. N'ime obodo, e mepụtala kristal otu 100 mm nke nwere ọkara-insulating 4H-SiC nke e ji doped mee nke ọma, a pụkwara ịmepụta kristal otu nke n-type 4H-SiC na 6H-SiC n'ìgwè. Ụlọ ọrụ dịka TankeBlue na TYST emepụtalarị kristal otu SiC nke 150 mm.

Maka teknụzụ nhazi wafer SiC, ụlọ ọrụ dị n'ime obodo enyochaala ọnọdụ usoro na ụzọ maka ịkpụ kristal, ịkpụcha, na ịcha mma. Ha nwere ike imepụta ihe nlele ndị na-emezu ihe achọrọ maka imepụta ngwaọrụ. Agbanyeghị, ma e jiri ya tụnyere ọkọlọtọ mba ụwa, ịdị mma nhazi elu nke wafers dị n'ime ụlọ ka dị obere. E nwere ọtụtụ nsogbu:

A na-echekwa echiche mba ụwa na teknụzụ nhazi SiC nke ọma ma ọ dịghị mfe ịnweta ya.

Enweghị nnyocha echiche na nkwado maka imeziwanye na imeziwanye usoro.

Ọnụ ego nke ibubata ngwa na ihe ndị dị na mba ọzọ dị elu.

Nnyocha e mere n'ime obodo gbasara imepụta akụrụngwa, nhazi nke ọma, na ihe ndị e ji arụ ọrụ ka na-egosi nnukwu oghere ma e jiri ya tụnyere ọkwa mba ụwa.

Ugbu a, a na-ebubata ọtụtụ ngwa eji eme ihe nke ọma na Chaịna. Ngwa na usoro nnwale chọkwara mmezi ọzọ.

Ka ọ na-aga n'ihu na mmepe nke semiconductors ọgbọ nke atọ, dayameta nke ihe ndị e ji kristal otu SiC mee na-abawanye nke ukwuu, yana ihe achọrọ maka ịdị mma nhazi elu. Teknụzụ nhazi Wafer aghọwo otu n'ime usoro kachasị sie ike na teknụzụ mgbe SiC single kristal tolitere.

Iji dozie nsogbu ndị dị ugbu a n'ịhazi ihe, ọ dị mkpa ịmụkwu usoro ndị dị na ịkpụ, ịcha, na ịchacha ihe, nakwa ịchọpụta ụzọ na ụzọ kwesịrị ekwesị maka imepụta wafer SiC. N'otu oge ahụ, ọ dị mkpa ịmụta ihe site na teknụzụ nhazi mba ụwa dị elu ma nabata usoro na akụrụngwa igwe eji arụ ọrụ nke ọma iji mepụta ihe ndị dị elu.

Ka nha wafer na-abawanye, ihe isi ike nke uto na nhazi kristal na-abawanye. Agbanyeghị, arụmọrụ nrụpụta nke ngwaọrụ ndị dị n'okpuru ala na-akawanye mma nke ukwuu, a na-ebelatakwa ọnụ ahịa otu. Ugbu a, ndị na-ebunye wafer SiC bụ isi n'ụwa niile na-enye ngwaahịa sitere na sentimita 4 ruo sentimita 6 na dayameta. Ụlọ ọrụ ndị isi dịka Cree na II-VI amalitelarị ime atụmatụ maka mmepe nke ahịrị mmepụta wafer SiC nke sentimita 8.