Le Tulaga i le taimi nei ma Fa'asologa o SiC Wafer Processing Technology

I le avea ai o se meafaitino semiconductor lona tolu augatupulaga,carbide silikoni (SiC)tioata tasi o loʻo i ai faʻamoemoega faʻaoga lautele i le gaosiga o masini eletise eletise maualuga ma maualuga. O le gaosiga o tekinolosi a SiC o loʻo i ai se sao taua i le gaosiga o mea e sili ona lelei. O lenei tusiga o loʻo faʻaalia ai le tulaga o loʻo i ai nei o suʻesuʻega i luga o tekinolosi faʻagasologa o SiC i Saina ma fafo, suʻesuʻeina ma faʻatusatusa auala o le tipiina, oloina, ma faʻalelei faiga, faʻapea foʻi ma aga i le wafer mafolafola ma luga o le eleele. O lo'o fa'ailoa mai ai fo'i lu'itau o lo'o iai ile SiC wafer processing ma fa'atalanoaina ta'iala ile lumana'i.

Silicon carbide (SiC)wafers o mea faʻavae taua mo le tolu-tupulaga semiconductor masini ma e taua tele ma gafatia maketi i fanua e pei o microelectronics, eletise eletise, ma moli semiconductor. Ona o le matua maualuga maaa ma mautu kemisi oSiC tioata tasi, o auala masani o le gaosiga o le semiconductor e le fetaui lelei mo a latou masini. E ui lava o le tele o kamupani fa'ava-o-malo na faia su'esu'ega tele i le fa'aogaina o masini fa'apitoa o tioata ta'itasi SiC, o tekonolosi talafeagai e matua'i fa'alilolilo.

I tausaga talu ai nei, ua faʻateleina taumafaiga a Saina i le atinaʻeina o mea ma masini tioata SiC. Ae ui i lea, o le alualu i luma o tekinolosi masini SiC i totonu o le atunuʻu o loʻo faʻalavelaveina i le taimi nei ona o tapulaʻa i le gaosiga o tekonolosi ma le lelei o le wafer. O le mea lea, e taua tele mo Saina le faʻaleleia atili o le gaosiga o le SiC e faʻaleleia ai le lelei o SiC tasi tioata tioata ma ausia a latou faʻaoga aoga ma le tele o gaosiga.

O laasaga autu o le gaosiga e aofia ai: tipiina → olo faʻamalosi → olo lelei → faʻalelei talatala (mechanical polishing) → faʻalelei lelei (poila faʻainisinia, CMP) → asiasiga.

Otiotiina o SiC Tasi tioata

I le faagasologa oSiC tioata tasi, o le tipiina o le laasaga muamua ma sili ona taua. O le aufana, warp, ma le fesuiaiga atoa o le mafiafia (TTV) e mafua mai i le tipiina e iloa ai le lelei ma le aoga o gaioiga mulimuli ane oloina ma polesi.

O meafaigaluega tipi e mafai ona fa'avasegaina e ala i foliga ile taimane i totonu (ID) ili, pito i fafo (OD) ili, ili fa'aili, ma ili uaea. O ili uaea, i le isi itu, e mafai ona fa'avasegaina e ala i lo latou ituaiga o gaio'iga i le fa'asolo ma le mata'u (leai se gata) uaea. E faavae i luga o le faiga tipi o le abrasive, uaea vaai slicing auala e mafai ona vaevaeina i ni ituaiga se lua: sawing uaea abrasive saoloto ma tumau abrasive uaea taimane sawing.

1.1 Metotia o le tipiina masani

O le loloto o le tipiina o ili pito i fafo (OD) e faʻatapulaʻaina i le lautele o le lau. I le taimi o le tipiina, o le lau e faʻafefe i le vibration ma le faʻafefe, e mafua ai le maualuga o le pisa ma le faʻaleagaina. O ili ta'i totonu (ID) e fa'aoga taimane abrasives i luga o le li'o totonu o le lau e fai ma mata tipi. O nei lau e mafai ona manifinifi e pei o le 0.2 mm. A'o tipi, e taamilo le lau ID ile saosaoa ae o mea e tipiina e fealua'i fa'atatau ile ogatotonu ole lau, ma ausia ai le tipiina i lenei gaioiga fa'atatau.

O ili taimane e mana'omia le taofi soo ma toe fesuia'i, ma o le saosaoa tipi e matua maualalo-e masani lava e le sili atu i le 2 m/s. Latou te mafatia foʻi i le faʻaogaina o masini ma le maualuga o tau o le tausiga. Ona o le lautele o le mata ili, o le tipi tipi e le mafai ona laʻititi tele, ma e le mafai ona tipiina tele. O nei mea faigaluega 'ili'i masani e fa'atapula'aina i le ma'a'a'a o le fa'avae ma e le mafai ona fa'a'opo'opo'o tipi pe fa'atapula'a fo'i le liuliu radii. E na'o latou mafai ona tipi sa'o, e maua ai va'a lautele, e maualalo le fua, ma e le talafeagai mo le tipi.tioata SiC.

1.2 Uaea Abrasive Saw Va'ai Tele-Uaea tipi

O le uaea abrasive saw slicing technique e fa'aogaina ai le fa'avavevave o le uaea e ave ai slurry i totonu o le kerf, e mafai ai ona aveese mea. O lo'o fa'aaoga muamua se fausaga fa'atusa ma o lo'o avea nei ma auala matua ma fa'aoga lautele mo le tipiina lelei o le tele-wafer o le silikoni tioata tasi. Ae ui i lea, o lona faʻaogaina i le SiC tipi ua leʻi suʻesuʻeina.

E mafai e ili uaea abrasive maua fua ona fa'agaioia fa'amea ma mafiafia e itiiti ifo i le 300 μm. Latou te ofoina atu le gau o le kerf, e seasea mafua ai le paʻu, ma e maua ai le tulaga lelei o luga. Ae ui i lea, ona o le faiga e aveese ai meafaitino—faavae i luga o le ta'avale ma le fa'apipi'i o abrasives—o le aluga o le wafer e foliga mai e atia'e ai le mamafa tele o totoe, microcracks, ma le loloto o mea leaga. E o'o atu ai i le vafer warping, e faigata ai ona fa'atonutonu le sa'o o fa'amatalaga i luga, ma fa'ateleina ai le uta i la'asaga mulimuli ane.

O le faʻatinoga o le tipiina e matua aʻafia lava i le slurry; e mana'omia le fa'atumauina o le ma'ai o le abrasives ma le fa'aogaina o le slurry. E taugata le togafiti ma le toe fa'aaogaina o pa'u. Pe a tipiina ni ingots lapopoa, o abrasives e faigata ona ulu i le loloto ma le umi. I lalo ole lapo'a saito abrasive tutusa, o le gau gau e sili atu nai lo ili uaea tumau-abrasive.

1.3 Uaea Taimanino Fa'amaumau Abrasive Saw Tele-Wire Cutting

O ili uaea taimane abrasive e masani lava ona faia e ala i le fa'apipi'iina o vaega taimane i luga o se mea uamea uamea e ala i le fa'aeletise, sintering, po'o le resini fa'apipi'i metotia. O ili uaea taimane fa'aeletise e ofoina atu tulaga lelei e pei ole va'ai vaapiapi, sili atu le lelei o le tipi, sili atu le lelei, fa'aitiitia le fa'aleagaina, ma le mafai ona tipi mea maualuga-maaa.

O le reciprocating electroplated taimane uaea i le taimi nei o le auala sili ona faʻaaogaina mo le tipi SiC. Ata 1 (e le o fa'aalia iinei) o lo'o fa'aalia ai le mafolafola o luga ole SiC wafers ua tipi ile fa'aogaina o lenei metotia. A'o aga'i i luma le tipiina, e fa'atupula'ia le fa'aa'ai o le wafer warpage. E mafua ona o le faʻafesoʻotaʻi i le va o le uaea ma mea e faʻateleina aʻo faʻagasolo i lalo le uaea, faʻateleina le tetee ma le vibration uaea. A o'o atu le uaea i le maualuga maualuga o le mea'ai, o le vibration o lo'o i lona tumutumu, e mafua ai le maualuga o le taua.

I vaega mulimuli o le tipiina, ona o le uaea o loʻo faʻavavevaveina, faʻasolosolo-saosaoa gaioiga, faʻaitiitia, taofi, ma le fesuiaʻi, faʻatasi ai ma faigata i le aveeseina o otaota ma le coolant, o le maualuga o le maualuga o le wafer e faʻaleagaina. O le feliua'i o uaea ma le saoasaoa o suiga, faapea foi ma ni vaega taimane tetele i luga o le uaea, o mafuaaga autu ia o le maosiosia o luga.

1.4 Tekonolosi Vaeluaga malulu

O le vavaeesega malulu o SiC tioata tasi o se faiga fou i le fanua o le gaosiga o meafaitino semiconductor lona tolu. I tausaga talu ai nei, ua tosina mai ai le gauai tele ona o ona tulaga taualoa i le faʻaleleia atili o fua ma faʻaitiitia mea leiloa. E mafai ona su'esu'eina le tekonolosi mai vaega e tolu: galuega fa'avae, fa'agasolo fa'agasolo, ma fa'amanuiaga autu.

Fa'ai'uga Fa'asinomaga Fa'a tioata ma le fa'a'a'aiina o le lautele o fafo: A'o le'i fa'agaioiina, e tatau ona fa'amautu le fa'ailoga tioata o le SiC ingot. Ona fa'apena lea o le ingot i se fausaga fa'ato'a (e masani ona ta'ua o le SiC puck) e ala i le olo i fafo. O lenei la'asaga e fa'ata'atia ai le fa'avae mo le tipi ma le tipi fa'atonu.

Tipi Uaea Tele: O lenei metotia e fa'aogaina ai vaega fa'afefete fa'atasi ma uaea tipi e tipi ai le ingot cylindrical. Ae ui i lea, e mafatia i le gau tele o le kerf ma faʻafitauli le tutusa i luga.

Tekinolosi Tipi Laser: E faʻaaogaina se leisa e fausia ai se faʻaoga faʻaleleia i totonu o le tioata, lea e mafai ai ona tuʻu ese fasi pepa manifinifi. O lenei faiga e faʻaitiitia ai mea faʻaleagaina ma faʻaleleia le lelei o le gaosiga, ma avea ai ma se taʻiala fou manuia mo le tipiina o le wafer SiC.

Otioti Fa'agasologa Fa'atonu

Fa'amauina Abrasive Multi-Wire Cutting: O le taimi nei o le tekonolosi fa'apitoa, e fetaui lelei mo uiga maualuga o le maaa o SiC.

Faiga Fa'aeletise Fa'aeletise (EDM) ma Tekinolosi Fa'a'ese'ese Malūlū: O nei metotia e tu'uina atu ai fa'afitauli eseese e fa'atatau i mana'oga fa'apitoa.

Faiga Faila: E taua tele le faapaleniina o meafaitino ave ese ma le faaleagaina o luga. O lo'o fa'aogaina le fa'apolopolo fa'ainisinia (CMP) e fa'aleleia atili ai le tulaga tutusa o luga.

Mata'ituina Taimi Moni: O tekonolosi su'esu'e i luga ole laiga ua fa'alauiloaina e mata'ituina ai le gaogao o luga i le taimi moni.

Laser Slicing: O lenei metotia e faʻaitiitia ai le gau o le kerf ma faʻapuʻupuʻu taʻamilosaga gaioiga, e ui o le sone afaina vevela o loʻo tumau pea se luʻitau.

Fa'atekonolosi Fa'agasologa Fa'atosina: O le tu'ufa'atasia o metotia fa'ainisinia ma vaila'au e fa'aleleia ai le lelei o le gaosiga.

O lenei tekinolosi ua uma ona ausia le faʻaaogaina o pisinisi. Infineon, mo se faʻataʻitaʻiga, na mauaina le SILTECTRA ma o loʻo umia nei pateni autu e lagolagoina le tele o gaosiga o 8-inisi wafers. I Saina, o kamupani e pei o Delong Laser ua ausia le lelei o le gaosiga o le 30 wafers i le ingot mo le 6-inisi wafer processing, e fai ma sui o le 40% faʻaleleia i luga o auala masani.

A'o fa'avavevave le gaosiga o meafaigaluega i totonu o le atunu'u, o lenei tekinolosi ua fa'amoemoe e avea ma fofo autu mo le gaosiga o le substrate SiC. Faatasi ai ma le faateleina o le lautele o mea semiconductor, o auala tipitipi masani ua le toe aoga. Faatasi ai ma filifiliga o loʻo i ai nei, o le faʻaaogaina o uaea taimane saw technology ua faʻaalia ai faʻamoemoega sili ona lelei mo talosaga. O le tipiina o le laser, e pei o se auala fou, e ofoina atu tulaga lelei ma o loʻo faʻamoemoe e avea ma auala tipitipi muamua i le lumanaʻi.

2,SiC Tafasi Crystal olo

I le avea ai ma sui o semiconductors tolu-augatupulaga, silicon carbide (SiC) e ofoina atu le tele o tulaga lelei ona o le lautele o le fusi o le fusi, maualuga le malepelepe eletise eletise, maualuga le saturation electron drift velocity, ma le lelei tele o le vevela. O nei meatotino e fa'apitoa ai le SiC i fa'aoga maualuga-voltage (fa'ata'ita'iga, si'osi'omaga 1200V). O le gaosiga o tekonolosi mo SiC substrates o se vaega taua o le gaosiga o masini. O le tulaga maualuga ma le saʻo o le substrate e aʻafia ai le lelei o le epitaxial layer ma le faʻatinoga o le masini mulimuli.

O le fa'amoemoe muamua o le fa'agasologa o le oloina o le aveese lea o fa'ailoga i luga ole laiga ma le fa'aleagaina o laulau na mafua i le tipiina, ma fa'asa'o le deformation na mafua mai i le tipiina. Ona o le maualuga o le maaa o le SiC, o le oloina e mana'omia ai le fa'aogaina o mea malō pei ole boron carbide po'o taimane. O le olo masani e masani ona vaevaeina i le olo mata'utia ma le olo lelei.

2.1 Omea Maoti ma Lelei

E mafai ona fa'avasegaina le oloina e fa'atatau i le lapopo'a o fasi mea'ai:

Fa'ali'i Ma'a'a: Fa'aaogā abrasive lapopoa e aveese fa'ailoga ili ma fa'aleaga fa'alava na mafua i le tipiina, fa'aleleia atili le lelei o le gaosiga.

Fa'aliga Lelei: Fa'aaogā abrasives sili atu ona lelei e aveese ai le fa'aleaga o lo'o tu'ua i le olo tele, fa'aitiitia le talatala o luga, ma fa'aleleia atili le lelei o luga.

O le tele o fale gaosi SiC substrate e fa'aogaina le tele o faiga gaosiga. O se auala masani e aofia ai le oloina itu lua e fa'aaoga ai se ipu u'amea ma slurry taimane monocrystalline. O lenei faiga e aveese lelei ai le vaega leaga o lo'o tu'ua e ala i ili uaea, fa'asa'o foliga mama, ma fa'aitiitia le TTV (Total Thickness Variation), Bow, ma Warp. Ole fua ole aveeseina ole mea e mautu, e masani ona o'o ile 0.8-1.2 μm/min. Ae ui i lea, o le mea e maua mai i luga o le wafer o le matte ma le maualuga maualuga-e masani lava ile 50 nm-lea e faʻatupuina ai le maualuga o manaʻoga i luga ole laʻasaga faʻalelei mulimuli ane.

2.2 Omea e tasi itu

O le oloina o le itu e tasi e na'o le tasi itu o le wafer i le taimi. A'o faia lea faiga, e fa'apipi'i le ga'o i luga o se ipu u'amea. I lalo o le faʻaogaina o le mamafa, o le substrate e oʻo i sina suiga, ma o le pito i luga e faʻamafola. A maeʻa ona olo, e faʻasaʻo le pito i lalo. A aveese le mamafa, o le pito i luga e toe faʻaleleia i lona foliga muamua, lea e aʻafia ai foi le pito i lalo o le eleele - e mafua ai ona paʻu ma faʻaleagaina itu uma e lua.

E le gata i lea, o le ipu olo e mafai ona faʻafefeteina i se taimi puupuu, ma mafua ai ona faʻafefete le wafer. Ina ia faatumauina le mafolafola o le ipu, e manaʻomia le fai soo. Ona o le maualalo o le lelei ma le le lelei o le wafer flatness, e le talafeagai le oloina tasi itu mo le gaosiga tele.

E masani lava, #8000 uili olo e fa'aaogaina mo le olo lelei. I Iapani, o lenei faiga e fai si matua ma e oʻo lava i le faʻaaogaina o uili faʻamalo #30000. Ole mea lea e mafai ai ona o'o i lalo ole 2 nm le gaogao ole pito i luga ole lavelave, ma saunia ai le fa'aputu mo le CMP mulimuli (Chemical Mechanical Polishing) e aunoa ma se fa'aopoopoga fa'aopoopo.

2.3 Fa'atekonolosi Fa'amamafaina Itu Tasi

Taimanone tasi-Itu Thinning Tekonolosi o se auala fou o le olo tasi-itu. E pei ona fa'aalia i le Ata 5 (e le o fa'aalia ii), o le fa'agasologa e fa'aaogaina ai se ipu olo e fa'apipi'i taimane. O le wafer e faʻapipiʻiina e ala i le vacuum adsorption, ae o le wafer ma le taimane e olo ai uili i le taimi e tasi. O le uili olo e faasolosolo malie lava ona agai i lalo e manifinifi le wafer i se mafiafia fua. A mae'a le tasi itu, ona liliu lea o le wafer e fa'agasolo ai le isi itu.

A maeʻa ona manifinifi, e mafai e le 100 mm wafer ona ausia:

Aufanua <5 μm

TTV <2 μm

Talatala o luga <1 nm

O lenei metotia faʻapipiʻi tasi-wafer e ofoina atu le mautu maualuga, lelei lelei, ma le maualuga o le aveeseina o meafaitino. Pe a fa'atusatusa ile olo fa'alua-itu masani, o lenei metotia e fa'aleleia atili ai le lelei ole olo ile 50%.

2.4 Fa'aliga Itulua

O le olo fa'alua itu e fa'aaoga uma ai le pito i luga ma le pito i lalo ole ipu olo e olo i le taimi e tasi itu uma e lua o le mea'ai, fa'amautinoaina le lelei tele o luga ole itu e lua.

I le taimi o le faʻagasologa, e faʻaaogaina muamua e le mea faʻapipiʻi le mamafa i pito sili ona maualuga o le mea faigaluega, e mafua ai le faʻaleagaina ma faʻasolosolo le aveeseina o mea i na vaega. A'o fa'ata'atia tulaga maualuga, o le mamafa o le mea'ai e faasolosolo malie lava ona sili atu le tutusa, ma mafua ai le fa'aletonu faifaipea i luga o le fogaeleele atoa. Ole mea lea e mafai ai ona fa'a'ele'ele tutusa le pito i luga ma le pito i lalo. O le taimi lava e mae'a ai le olo ma fa'asa'oloto le mamafa, o vaega ta'itasi o le mea'ai e toe fa'afo'i tutusa ona o le mamafa tutusa na o'o i ai. O lenei mea e tau atu i le la'ititi la'ititi ma le mafolafola lelei.

O le talatala o le pito i luga o le papa mafolafola pe a uma ona olo e faalagolago i le tele o fasimea faʻafefete - o mea laiti laiti e maua mai ai le laulelei. Pe a faʻaaogaina le 5 μm abrasives mo le oloina itu lua, o le wafer mafolafola ma le mafiafia fesuiaiga e mafai ona pulea i totonu ole 5 μm. Ole fua ole Atomic Force Microscopy (AFM) o lo'o fa'aalia ai le gaogao (Rq) e tusa ma le 100 nm, fa'atasi ai ma lua olo e o'o atu i le 380 nm le loloto ma fa'ailoga laina va'aia e mafua mai i gaioiga fa'amalosi.

O se auala e sili atu ona alualu i luma e aofia ai le oloina itu lua e fa'aaoga ai pads polyurethane foam fa'atasi ma polycrystalline taimane slurry. O lenei faiga e maua mai ai wafers e matua maualalo le gaoa o luga, ausia Ra <3 nm, lea e sili ona aoga mo le polesi mulimuli ane o substrates SiC.

Ae ui i lea, o le sasaina o luga o loʻo tumau pea se mataupu e leʻi foia. E le gata i lea, o le taimane polycrystalline o loʻo faʻaaogaina i lenei faiga e gaosia e ala i le faʻapipiʻiina o mea pāpā, lea e faigata faʻatekinisi, e maua ai le aofaʻi maualalo, ma e matua taugata lava.

Faila o SiC Tasi tioata

Ina ia ausia se tulaga maualuga maualuga i luga o le silicon carbide (SiC) wafers, e tatau ona aveese atoatoa lua olo olo ma nanometer-scale undulations luga. O le fa'amoemoe o le maua lea o se mea lamolemole, leai se fa'aletonu e aunoa ma se fa'aleagaina po'o le fa'aleagaina, leai se fa'aleagaina i lalo, ma leai se fa'amamafa o luga.

3.1 Faila Mechanical ma CMP o SiC Wafers

A maeʻa le tuputupu aʻe o le SiC tasi tioata tioata, faʻaletonu i luga e taofia ai mai le faʻaaogaina saʻo mo le tuputupu aʻe o le epitaxial. O le mea lea, e manaʻomia ai nisi gaioiga. O le ingot e fa'apena muamua i se tulaga fa'ata'oto fa'ata'amilosaga, ona tipi lea i ni fasi uaea e fa'aaoga ai le tipiina o le uaea, sosoo ai ma le fa'amaoniga o le fa'ata'ita'iga tioata. O le fa'aiila ose la'asaga taua tele i le fa'aleleia atili o le lelei o le wafer, fa'atalanoaina le fa'aleagaina o luga e mafua mai i fa'aletonu o le tuputupu a'e tioata ma la'asaga muamua.

E fa auala autu mo le aveeseina o faʻaleagaina o luga ole SiC:

Faila fa'ainisinia: Fa'afaigofie ae e maua ai masiosi'ese; talafeagai mo le fa'aiila muamua.

Faila Mechanical Chemical (CMP): Aveese masiosivi e ala i vailaʻau etching; talafeagai mo le fa'aiila sa'o.

Etching Hydrogen: Manaomia meafaigaluega lavelave, e masani ona faʻaaogaina i faiga HTCVD.

Polokalama-fesoasoani iila: Lavelave ma seasea faaaogaina.

O le fa'aiila na'o le fa'ainisinia e matele lava ina masasi, ae o le fa'aiila na'o vaila'au e mafai ona o'o atu ai i le le tutusa. E tu'ufa'atasia e le CMP mea lelei uma e lua ma ofoina atu se fofo lelei, taugofie.

CMP Galuega Fa'avae

E galue le CMP e ala i le feliuliua'i o le wafer i lalo o se fa'atonuga fa'asaga i se pa'u fa'aiila. O lenei gaioiga fa'atatau, tu'ufa'atasia ma le abrasion fa'ainisinia mai nano-sized abrasives i totonu o le slurry ma le gaioiga fa'a-kemikolo a mea fa'afoliga, e maua ai le fa'avasegaina o luga.

Mea autu fa'aaogaina:

Pa'u fa'aola: O lo'o iai mea fa'afefe ma vaila'au.

Papa fa'aola: E vaivai i le taimi o le fa'aoga, fa'aitiitia le lapo'a o le pu ma le lelei o le tu'uina atu o slurry. O la'ei masani, e masani ona fa'aogaina se la'ei taimane, e mana'omia e toe fa'afo'i ai le talatala.

Fa'asologa masani CMP

Abrasive: 0.5 μm taimane slurry

Talatala o luga ole laiga: ~0.7 nm

Faila Mechanical Chemical:

Meafaigaluega fa'aola: AP-810 fa'amalama tasi itu

Malosi: 200 g/cm²

Saosaoa ipu: 50 rpm

Saosaoa umia sima: 38 rpm

Tulaga fa'asusu:

SiO₂ (30 wt%, pH = 10.15)

0–70 wt% H₂O₂ (30 wt%, reagent grade)

Fetuuna'i le pH i le 8.5 e fa'aaoga ai le 5 wt% KOH ma le 1 wt% HNO₃

Fa'afefe o le tafe: 3 L/min, toe fa'asalalau

O lenei faiga e faʻaleleia lelei le lelei o le SiC wafer ma faʻamalieina manaʻoga mo faʻagasologa i lalo.

Lu'itau Fa'ainisinia i le Fa'aliga Fa'ainisinia

SiC, i le avea ai o se semiconductor lautele bandgap, e taua tele lona sao i le pisinisi eletise. Faʻatasi ai ma mea faʻapitoa faʻaletino ma vailaʻau, SiC tioata taʻitasi e fetaui mo siosiomaga ogaoga, e pei o le maualuga o le vevela, maualuga taimi, maualuga le malosi, ma le faʻamalositino. Ae ui i lea, o lona natura faigata ma le ma'ale'ale o lo'o tu'uina mai ai ni lu'itau tetele mo le oloina ma le fa'aiila.

A'o ta'imua le au gaosi oloa i le lalolagi o suiga mai le 6-inisi i le 8-inisi wafers, o mataupu e pei o le ta'e ma le fa'aleagaina o le wafer ua sili atu ona iloga, ua matua a'afia ai fua. O le fa'atalanoaina o lu'itau fa'apitoa o 8-inisi SiC substrates ua avea nei ma fa'ailoga autu mo le alualu i luma ole alamanuia.

I le vaitau 8-inisi, o le SiC wafer processing e feagai ma le tele o luitau:

E mana'omia le fa'asili o le wafer e fa'atuputeleina ai le gaosiga o masini ta'itasi, fa'aitiitia le gau, ma fa'aititia le tau o le gaosiga—ae maise le fa'atupula'ia o le mana'oga i ta'avale eletise.

E ui o le tuputupu aʻe o le 8-inisi SiC tioata taʻitasi ua matua, o faiga pito i tua e pei o le olo ma faʻamalo o loʻo feagai pea ma fagufagu, e mafua ai le maualalo o fua (naʻo le 40-50%).

O fafie lapopo'a e o'o atu i fa'asoaga fa'alavelave lavelave, fa'atuputeleina ai le faigata o le fa'atonutonuina o fa'amamafa fa'aola ma fa'amalieina fua.

E ui lava o le mafiafia o 8-inisi wafers e latalata i le 6-inisi wafers, e sili atu ona afaina i le taimi o le taulimaina ona o le mamafa ma le faʻafefe.

Ina ia faʻaitiitia le faʻalavelave e fesoʻotaʻi ma le tipiina, warpage, ma le taʻe, ua faʻateleina le faʻaogaina o le laser cutting. Peitai:

O leisa uumi-umi e mafua ai le faaleagaina o le vevela.

O leisa pupuu o le galu e gaosia ai lapisi mamafa ma fa'alolotoina le fa'aleaga, fa'ateleina le lavelave fa'alilolilo.

Fa'aoloa Fa'ainisinia Galulue mo SiC

O le faagasologa lautele o le tafe e aofia ai:

Fa'atonuga tipi

Omea mamafa

olo lelei

Faila fa'ainisinia

Faila Mechanical Chemical (CMP) o le laasaga mulimuli

O le filifiliga o le CMP auala, faʻasologa o auala faʻatulagaina, ma le faʻaogaina o faʻamaufaʻailoga e taua tele. I le gaosiga o le semiconductor, o le CMP o le la'asaga fa'amoemoe lea mo le gaosia o siC wafers ma mea e sili ona lamolemole, leai se fa'aletonu, ma e leai se fa'aleagaina, lea e mana'omia mo le tuputupu a'e maualuga o le epitaxial.

(a) Aveese le SiC ingot mai le ipu;

(b) Fa'atino le faiga muamua e fa'aaoga ai le oloina o le lautele;

(c) Su'esu'e le fa'ata'ita'iga tioata e fa'aoga ai mafolafola fa'aogatotonu po'o notches;

(d) Tioti le ingot i ni mafi manifinifi e fa'aaoga ai ili uaea e tele;

(e) Ausia le fa'aata fa'alelei i luga ole la'asaga olo ma fa'aiila.

A maeʻa le faʻasologa o laasaga o gaioiga, o le pito i fafo o le SiC wafer e masani ona maʻai, lea e faʻateleina ai le lamatiaga o le taʻavale i le taimi o le taulimaina poʻo le faʻaaogaina. Ina ia aloese mai ia maʻaleʻale, e manaʻomia le oloina pito.

I le faaopoopo atu i faiga faʻaleaga masani, o se auala fou mo le saunia o siC wafers e aofia ai tekinolosi faʻapipiʻi. O lenei faiga e mafai ai ona fa'apipi'iina se fa'ama'ila manifinifi SiC e tasi i se mea e 'ese'ese (mea lagolago).

Ata 3 o lo'o fa'aalia ai le fa'agasologa o faiga:

Muamua, o se faʻamaʻi faʻapipiʻi e fausia i se loloto faʻapitoa i luga o le mata o le tioata tasi SiC e ala i le faʻapipiʻiina o le hydrogen ion poʻo auala tutusa. O le tioata e tasi o le SiC ua maeʻa ona faʻapipiʻiina i se mea faʻapipiʻi lagolago ma faʻafefe i le mamafa ma le vevela. O lenei mea e mafai ai ona faʻafeiloaʻi manuia ma tuʻueseeseina o le SiC tasi-kelystal layer i luga o le lagolago lagolago.

O le SiC fa'a'ese'ese'ese'ese e faia togafitiga i luga ole laiga ina ia maua ai le mafolafola mana'omia ma e mafai ona toe fa'aaogaina i faiga fa'apipi'i mulimuli ane. Pe a faatusatusa i le tipiina masani o tioata SiC, o lenei metotia e faʻaitiitia ai le manaʻoga mo mea taugata. E ui lava o lo'o tumau pea lu'itau fa'atekinisi, o lo'o aga'i pea i luma su'esu'ega ma atina'e ina ia mafai ai ona fa'amalieina le tau fa'atauga.

Ona o le maualuga o le maaa ma le mautu o vailaʻau o le SiC-lea e mafai ai ona tetee atu i tali i le vevela o le potu-e manaʻomia le faʻamalo faʻainisinia e aveese ai lua olo lelei, faʻaitiitia le faʻaleagaina o le eleele, faʻaitiitia le masi, pitting, ma le paʻu moli moli, faʻaitiitia le gaʻo, faʻaleleia le mafolafola, ma faʻaleleia le lelei o luga.

Ina ia ausia se tulaga lelei maualuga, e tatau ona:

Fetuuna'i ituaiga abrasive,

Fa'aiti'i le lapo'a,

Fa'alelei fa'asologa o faiga,

Filifili mea fa'alelei ma pa'u e lava le maaa.

Ata 7 o loʻo faʻaalia ai o le faʻamalo faʻalua faʻatasi ma le 1 μm abrasives e mafai ona pulea le mafolafola ma le mafiafia o fesuiaiga i totonu ole 10 μm, ma faʻaitiitia le roughness luga ile 0.25 nm.

3.2 Faila Fa'ainisinia (CMP)

Chemical Mechanical Polishing (CMP) e tu'ufa'atasia ai le abrasion o mea e sili ona lelei ma vaila'au fa'ama'i e maua ai se lamolemole, mafolafola i luga o mea o lo'o gaosia. O le mataupu faavae o le:

E tupu se gaioiga fa'ama'i i le va o le slurry fa'alelei ma le fa'aele'ele, ma fa'atupuina ai se fa'amama vaivai.

O le fete'ena'iga i le va o mea fa'a'ala'au ma le fa'amama vaivai e aveese ai mea.

CMP lelei:

Faʻatoʻilaloina faʻafitauli o le faʻamalo mama poʻo kemisi,

Ausia fuafuaga faʻavaomalo ma faʻapitonuʻu,

E maua ai luga o luga e maualuga le mafolafola ma maualalo le talatala,

E leai se mea e fa'aleagaina i luga po'o lalo.

Auiliili:

O le wafer e alu fa'atatau i le pa'iila i lalo o le mamafa.

Nanome-scale abrasives (fa'ata'ita'iga, SiO₂) i totonu o le slurry e auai i le seleina, faʻavaivaia Si-C soʻotaga ma faʻaleleia le aveeseina o mea.

Ituaiga o CMP Techniques:

Faila Abrasive Sa'oloto: O mea fa'apipi'i (fa'ata'ita'iga, SiO₂) o lo'o fa'atumauina i totonu o slurry. O le aveeseina o mea e tupu e ala ile tolu-tino abrasion (wafer–pad–abrasive). Ole tele ole abrasive (e masani ole 60-200 nm), pH, ma le vevela e tatau ona faʻatonutonu tonu e faʻaleleia ai le tutusa.

Faila Faila Fa'amau: O lo'o fa'apipi'i abrasive i totonu o le pa'u fa'alelei e puipuia ai le fa'aputuga-lelei mo le fa'atinoina o le sa'o maualuga.

Fa'amama Fa'amama:

O fafie ua fa'apoloina e faia:

Fa'amama vaila'au (e aofia ai le vai DI ma le aveeseina o mea e totoe),

DI vai fufulu, ma

Fa'amamago vevela

e fa'aitiitia ai le fa'aleagaina o luga.

Tulaga Lelei & Fa'atinoga

E mafai ona faʻaitiitia le gaʻo o luga i le Ra <0.3 nm, faʻafeiloaʻi manaʻoga epitaxy semiconductor.

Fuafuaga Fa'alelalolagi: O le tu'ufa'atasiga o vaila'au fa'amalulu ma le fa'ainisinia e fa'aitiitia ai masiosi'ese ma le fa'a'ese'esega le tutusa, e sili atu ai le fa'aogaina ole masini mama po'o le vaila'au.

Malosiaga Maualuga: E fetaui mo mea malō ma pala e pei o le SiC, faʻatasi ai ma fua faʻatatau o mea i luga ole 200 nm/h.

Isi Fa'aa'oa'oga Fa'aola

I le faaopoopo atu i le CMP, o isi auala ua faʻatulagaina, e aofia ai:

Electrochemical polesi, Catalyst-fesoasoani polesi po o etching, ma

Tribochemical polesi.

Ae ui i lea, o nei metotia o loʻo i ai pea i le tulaga suʻesuʻe ma ua faʻagesegese ona atinaʻe ona o meafaitino luʻitau a le SiC.

Mulimuli ane, o le faagasologa o le SiC o se fa'agasologa malie o le faʻaitiitia o le taua ma le gaʻo e faʻaleleia ai le lelei o luga, lea e taua tele ai le faʻamafola ma le gaʻo i taimi taʻitasi.

Fa'agasologa Tekinolosi

I le taimi e olo ai le fa'ato'aga, e fa'aaogaina le slurry taimane ma lapopo'a eseese e olo ai le wafer i le ma'ele'ele mana'omia ma le ga'a o luga. Ona soso'o ai lea ma le fa'aiila, fa'aogaina uma e lua masini fa'apolokalame fa'apolokalame (CMP) auala e gaosia ai le fa'a'ele'ele silicon carbide (SiC).

A maeʻa le faʻamalo, o le SiC wafers e faia suʻesuʻega lelei e faʻaaoga ai meafaifaʻaili e pei o microscopes mata ma X-ray diffractometers e faʻamautinoaina uma tulaga faʻapitoa e fetaui ma tulaga manaʻomia. Mulimuli ane, e fa'amama fa'amama fa'apolopolo e fa'aaoga ai mea fa'amama fa'apitoa ma vai mama e aveese ai mea leaga i luga. Ona fa'amamago lea i le fa'aaogaina o le kasa nitrogen ultra-high purity ma fa'amago vili, fa'amae'a ai le faagasologa atoa o le gaosiga.

I le maeʻa ai o tausaga o taumafaiga, ua faʻataunuʻuina le alualu i luma tele i le SiC tasi tioata tioata i totonu o Saina. I totonu o le atunuʻu, 100 mm doped semi-insulating 4H-SiC tioata tasi ua maeʻa ona atinaʻe, ma n-ituaiga 4H-SiC ma 6H-SiC tioata tasi ua mafai nei ona gaosia i vaega. Kamupani e pei o TankeBlue ma TYST ua uma ona fausia 150 mm SiC tioata tasi.

I le tulaga o le SiC wafer processing technology, o fa'alapotopotoga fa'apitonu'u na muamua su'esu'eina tulaga fa'agasolo ma auala mo le tipi tioata, olo, ma le fa'aiila. E mafai ona latou faia faʻataʻitaʻiga e fetaui ma manaʻoga mo le fausiaina o masini. Peita'i, pe a fa'atusatusa i tulaga fa'ava-o-malo, o lo'o fa'atumau pea le tulaga lelei o le fa'agaoioiga i luga ole laiga ole fa'atosina a le atunu'u. E tele fa'afitauli:

O a'oa'oga SiC fa'ava-o-malo ma tekonolosi fa'agaioiga e matua puipuia ma e le faigofie ona maua.

E le lava le su'esu'ega fa'apitoa ma le lagolago mo le fa'aleleia atili ma le fa'amalieina.

O le tau o le fa'aulufaleina mai o masini ma vaega mai fafo e maualuga.

O su'esu'ega i totonu o le atunu'u i le fa'atulagaina o masini, fa'agaioiga sa'o, ma meafaitino o lo'o fa'aalia pea le tele o va'a fa'atusatusa i tulaga fa'avaomalo.

I le taimi nei, o le tele o meafaifaʻaili saʻo maualuga o loʻo faʻaaogaina i Saina o loʻo faʻaulufale mai. E mana'omia fo'i le fa'aleleia atili o meafaigaluega ma metotia su'ega.

Faatasi ai ma le faʻaauauina o le atinaʻeina o semiconductor-augatupulaga lona tolu, o loʻo faʻatupulaʻia le lautele o SiC tasi tioata tioata, faʻatasi ai ma manaʻoga maualuga mo le lelei o le gaosiga o luga. Ua avea le tekonolosi o le gaosiga o wafer ma se tasi o laasaga sili ona faigata i le maeʻa ai o le tuputupu aʻe tioata tasi SiC.

Ina ia foia luitau o loʻo i ai nei i le gaosiga, e manaʻomia le suʻesuʻeina atili o auala o loʻo aʻafia i le tipiina, oloina, ma le faʻamalosi, ma suʻesuʻe auala talafeagai ma auala mo le gaosiga o le SiC wafer. I le taimi lava e tasi, e tatau ona aʻoaʻo mai i tekonolosi faʻavaomalo faʻavaomalo ma faʻaaogaina metotia faʻaogaina ultra-saʻo ma meafaigaluega e maua ai substrates maualuga.

A'o fa'atupula'ia le tele o le wafer, e fa'atupula'ia fo'i le faigata o le tuputupu a'e tioata ma le gaosiga. Ae ui i lea, o le gaosiga lelei o masini i lalo e faʻaleleia atili, ma faʻaititia le tau o le iunite. I le taimi nei, o lo'o tu'uina atu e le au fa'atau wafer SiC i le lalolagi atoa oloa mai le 4 inisi i le 6 inisi le lautele. O kamupani taʻutaʻua e pei o Cree ma II-VI ua amata ona fuafua mo le atinaʻeina o laina 8-inisi SiC wafer gaosiga.