Trumpas SiC plokštelių gamybos proceso įvadas

Kaip nepakeičiama substrato medžiaga pažangiausioje puslaidininkių pramonėje,silicio karbido plokštelėspasižymi puikiomis šiluminėmis ir elektrinėmis savybėmis ir gali pasigirti plačiomis pritaikymo galimybėmis aukštos temperatūros, aukšto dažnio, didelės galios ir spinduliuotei atspariuose integruotuose elektroniniuose įrenginiuose.

Kadangi SiC substratų apdirbimo tikslumas tiesiogiai veikia galutinių puslaidininkinių įtaisų veikimą, puslaidininkių gamyboje naudojamų SiC plokštelių paviršiaus kokybei keliami itin griežti reikalavimai. Šiame darbe trumpai aprašomas aukštos kokybės silicio karbido plokštelių gamybos procesas.

1. Žaliavos paruošimas

Didelio grynumo silicio milteliai ir anglies milteliai, sumaišyti tam tikru santykiu, reaguoja aukštesnėje nei 2000 ℃ temperatūroje, kad susintetintų silicio karbido daleles. Tada aukštos kokybės silicio karbido mikromilteliai, visiškai atitinkantys SiC kristalų augimo reikalavimus, vėliau yra rafinuojami, pavyzdžiui, smulkinami ir cheminis valymas.

2. Kristalų augimas

Aukštos kokybės SiC mikromilteliai dedami į tiglį aukštos temperatūros krosnyje ir kaitinami iki sublimacijos temperatūros, kurioje jie suyra į dujas, tokias kaip Si, Si₂C ir SiC₂. Esant ašiniam temperatūros gradientui, šios dujos migruoja aukštyn į viršutinę krosnies zoną ir nusėda aplink SiC sėklų kristalą, palaipsniui išaugdamos į cilindrinį luitą.

3. Luitų apdorojimas ir vaflių pjaustymas

Išaugęs silicio karbido luitas yra orientuojamas rentgeno monokristalų orientavimo prietaisu ir apdorojamas standartinio skersmens ruošiniais, išlyginant paviršių ir šlifuojant cilindriniu būdu. Tada paruošti standartiniai SiC ruošiniai kelių laidų pjaustymo įranga supjaustomi į plonas plokšteles, kurių storis ne didesnis kaip 1 mm.

4. Vaflių padengimas ir poliravimas

Pjaustytos plokštelės sumalamos naudojant įvairaus dydžio deimantines klijavimo suspensijas, kad būtų pasiektas reikiamas plokštumas ir šiurkštumas, taikomi kombinuoti mechaninio poliravimo ir cheminio mechaninio poliravimo procesai, kad būtų išgaunamas nepažeistas itin lygus SiC plokštelių paviršius.

5. Vaflių apžiūra

Įvairūs SiC plokštelių parametrai tikrinami profesionaliais instrumentais, įskaitant optinį mikroskopą, rentgeno spindulių difraktometrą, atominės jėgos mikroskopą, nekontaktinį varžos testerį, paviršiaus lygumo testerį ir visapusį paviršiaus defektų tikrintuvą. Išbandyti elementai apima mikrovamzdžio tankį, kristalų kokybę, paviršiaus šiurkštumą, savitumą, deformaciją, lanką, storio pokyčius ir paviršiaus įbrėžimus, pagal kuriuos klasifikuojama kiekvienos plokštelės kokybės klasė.

6. Vaflių valymas

PoliruotasSiC plokštelėspaprastai valomi naudojant chemines valymo priemones ir ypač gryną vandenį, kad būtų kruopščiai pašalinti nepageidaujami paviršiaus teršalai ir poliravimo likučiai, o po to džiovinami itin didelio grynumo azoto atmosferoje su centrifugomis. Išvalytos ir išdžiovintos plokštelės supakuojamos į švarias plokštelių kasetes puslaidininkinės klasės švarioje patalpoje, todėl jos visiškai atitinka tolesnius švaros standartus.