O le Tulaga o loʻo iai nei ma Aga Masani o Tekonolosi Faʻagasologa o le SiC Wafer

I le avea ai ma mea e fa'avae i luga o le semiconductor tupulaga lona tolu,silicon carbide (SiC)E lautele le fa'aaogaina o le tioata e tasi i le gaosiga o masini eletise e maualuga le saoasaoa ma le malosi. O le tekinolosi fa'agasologa o le SiC e iai sona sao taua i le gaosiga o mea e sili ona lelei. O lenei tusiga e fa'alauiloa ai le tulaga o su'esu'ega i luga o tekinolosi fa'agasologa o le SiC i Saina ma fafo, iloiloina ma fa'atusatusa ai auala e tipi ai, oloina, ma fa'apulusaina ai, fa'apea fo'i ma aga masani i le lamolemole o le wafer ma le ma'a'a o le fogā'ele'ele. O lo'o fa'ailoa mai ai fo'i lu'itau o lo'o iai nei i le fa'agasologa o le wafer SiC ma talanoaina ai itu o le atina'e i le lumana'i.

Silikoni karbida (SiC)O wafers o mea taua ia mo masini semiconductor o le tupulaga lona tolu ma e taua tele ma e mafai ona fa'atau atu i vaega e pei o microelectronics, power electronics, ma moli semiconductor. Ona o le maualuga tele o le ma'a'a ma le mautu o vaila'au oKilisitala ta'itasi SiC, o auala masani o le fa'agasologa o semiconductor e le fetaui lelei mo a latou masini. E ui o le tele o kamupani faavaomalo ua faia ni su'esu'ega loloto i le fa'agasologa faigata fa'atekinolosi o tioata ta'itasi SiC, ae o tekinolosi talafeagai e matua fa'alilolilo lava.

I tausaga talu ai nei, ua faʻateleina e Saina taumafaiga i le atinaʻeina o meafaitino ma masini SiC e tasi le tioata. Peitaʻi, o le alualu i luma o tekinolosi o masini SiC i le atunuʻu ua faʻatapulaʻaina nei e tapulaʻa i tekinolosi faʻagasologa ma le lelei o le wafer. O le mea lea, e taua tele mo Saina le faʻaleleia atili o le gafatia o le faʻagasologa o le SiC e faʻaleleia atili ai le lelei o substrates SiC e tasi le tioata ma ausia ai lo latou faʻaaogaina moni ma le gaosiga tele.

O laasaga autū o le faagasologa e aofia ai: tipiina → oloina mafiafia → oloina lelei → fa'apulusina mafiafia (fa'apulusina fa'amekanika) → fa'apulusina lelei (fa'apulusina fa'amekanika kemikolo, CMP) → asiasiga.

Otiotiina o Kirisitala Tasi SiC

I le faagasologaina oKilisitala ta'itasi SiC, o le tipiina o le laasaga muamua ma o se laasaga taua tele. O le aufana o le wafer, le fa'alava, ma le fesuia'iga atoa o le mafiafia (TTV) e mafua mai i le faagasologa o le tipiina e fuafua ai le lelei ma le aoga o galuega olo ma fa'apulusina e mulimuli ai.

E mafai ona vaevaeina meafaigaluega tipi e tusa ai ma foliga i ni ili e fa'aaoga ai le lautele o le taimane (ID), ili e fa'aaoga ai le lautele o le pito i fafo (OD), ili e fa'amau ai le fusi, ma ili uaea. E mafai fo'i ona vaevaeina ili uaea e tusa ai ma le ituaiga o gaioiga i ni faiga uaea e fa'asolosolo ma fa'ata'amilomilo (e le gata). E fa'atatau i le faiga o le tipiina o le mea e olo ai, e mafai ona vaevaeina auala e tipi ai ili uaea i ni ituaiga se lua: ili uaea e olo ai fua ma ili uaea taimane e olo ai.

1.1 Auala Fa'asolo Masani

O le loloto o le tipiina o ili laupapa pito i fafo (OD) e fa'atapula'aina e le lautele o le lau. I le taimi o le tipiina, e faigofie ona gatete ma pisa le lau, ma i'u ai i le maualuga o le pisa ma le le malosi. O ili laupapa pito i totonu (ID) e fa'aogaina ai mea e olo ai taimane i le li'o i totonu o le lau e fai ma mata tipi. O nei lau e mafai ona manifinifi e o'o atu i le 0.2 mm. I le taimi o le tipiina, e feliuliua'i le lau ID i le saoasaoa maualuga a'o fealua'i le mea e tipiina i le ogatotonu o le lau, ma maua ai le tipiina i lenei gaioiga fa'atatau.

E manaʻomia e ili laupapa taimane ona taofi soo ma toe sui, ma e matuā maualalo le saoasaoa o le tipiina—e masani lava e lē sili atu i le 2 m/s. E mafatia foʻi i le tele o le faaleagaina o masini ma le taugata o le tausiga. Ona o le lautele o le lau o le ili, e lē mafai ona laʻititi tele le lautele o le tipiina, ma e lē mafai ona tipiina ni fasi se tele. O nei meafaigaluega ili masani e faʻatapulaʻaina e le maʻaʻa o le faʻavae ma e lē mafai ona tipiina ni fasi piʻo pe faʻatapulaʻaina foʻi le lautele o le liliu. E naʻo le tipi saʻo e mafai ona latou faia, e lautele auivi, e maualalo le fua faatatau o le seleselega, ma o lea e lē talafeagai ai mo le tipiina.Kirisitala SiC.

1.2 Oloa e leai se totogi mo le tipiina o uaea e tele

O le metotia tipiina o le uaea e fa'aaogaina ai le gaioiga vave o le uaea e ave ai le slurry i totonu o le kerf, ma mafai ai ona aveese meafaitino. E fa'aaogaina muamua lava se fausaga fa'afesaga'i ma o se metotia ua matua ma fa'aaogaina lautele mo le tipiina lelei o le silicon tioata e tasi. Peita'i, o lona fa'aogaina i le tipiina o le SiC e le'i tele se su'esu'ega.

E mafai e ili uaea e leai se mea e fa'amama ai ona fa'agasolo ni maa e itiiti ifo i le 300 μm le mafiafia. E maualalo le gau o le kerf, e seasea ona mafua ai le malepelepe, ma e maua ai se tulaga lelei tele o le luga. Peita'i, ona o le auala e aveese ai meafaitino—e fa'avae i luga o le ta'avale ma le fa'a'olo'olo o mea fa'amama—e masani ona atia'e e le luga o le maa le tele o le mamafa o totoe, ni ma'a laiti, ma ni vaega loloto o le fa'aleagaina. O lenei mea e mafua ai le pi'o o le maa, faigata ai ona pulea le sa'o o le foliga o le luga, ma fa'ateleina ai le mamafa i la'asaga o lo'o mulimuli mai.

E matuā aʻafia lava le faatinoga o le tipiina e le slurry; e tāua tele le faatumauina o le maʻai o mea olo ma le malosi o le slurry. E taugata le togafitia ma le toe faʻaaogaina o mea olo. Pe a tipiina ni ingot tetele, e faigata i mea olo ona faʻasolo i totonu o ni kerf loloto ma uumi. I lalo o le lapoʻa tutusa o le fatu olo, e sili atu le gau o le kerf nai lo le mea e maua i ili uaea olo mautu.

1.3 Vae Uaea Taimane Fa'amauina mo le Tipiina o Uaea e Tele

O ili uaea taimane fa'amautu e masani ona faia e ala i le fa'apipi'iina o vaega taimane i luga o se uaea u'amea e ala i le fa'apipi'iina i le eletise, fa'asinuina, po'o metotia fa'apipi'i resin. O ili uaea taimane fa'asinuina i le eletise e ofoina atu ni fa'amanuiaga e pei o ni kerfs vaapiapi, lelei o le tipiina, lelei tele o le fa'atinoga, maualalo le fa'aleagaina, ma le mafai ona tipiina mea e maualuga le ma'a'a.

O le ili uaea taimane fa'alava eletise fa'asolosolo o le metotia sili ona fa'aaogaina i le taimi nei mo le tipiina o le SiC. O le Ata 1 (e le'o fa'aalia iinei) o lo'o fa'aalia ai le lamolemole o le fogaeleele o le SiC wafers ua tipiina e fa'aaoga ai lenei metotia. A'o fa'agasolo le tipiina, e fa'ateleina le pi'o o le wafer. E mafua ona o le vaega o le feso'ota'iga i le va o le uaea ma le meafaitino e fa'ateleina a'o agai i lalo le uaea, ma fa'ateleina ai le tete'e ma le gatete o uaea. A o'o le uaea i le lautele maualuga o le wafer, e o'o le gatete i lona tumutumuga, ma i'u ai i le pi'o tele.

I la'asaga mulimuli o le tipiina, ona o le fa'avavevaveina o le uaea, le gaoioi i le saoasaoa mautu, le fa'agesegese, le taofi, ma le toe fo'i i tua, fa'atasi ai ma faigata ona aveese otaota i le vai fa'amālūlū, e fa'aleagaina ai le tulaga lelei o le luga o le apa. O le toe fo'i i tua o uaea ma le fesuisuia'i o le saoasaoa, fa'apea fo'i ma vaega tetele o taimane i luga o le uaea, o mafua'aga autū ia o maosi o luga.

1.4 Tekonolosi Vavae'ese Malulu

O le vavaeʻeseina malulu o tioata SiC taʻitasi o se faiga fou i le matata o le faʻagasologa o meafaitino semiconductor tupulaga lona tolu. I tausaga talu ai nei, ua tosina mai ai le tele o le gauai ona o ona lelei iloga i le faʻaleleia atili o le fua ma le faʻaitiitia o le leiloa o meafaitino. E mafai ona suʻesuʻeina le tekinolosi mai itu e tolu: mataupu faavae o le galue, tafega o le faiga, ma lelei autu.

Fuafuaina o le Fa'atulagaga o le Kilisitala ma le oloina o le lautele i fafo: A'o le'i fa'agasoloina, e tatau ona fuafuaina le fa'atulagaga o le kilisitala o le ingot SiC. Ona fa'atulaga lea o le ingot i se fausaga lapotopoto (e masani ona ta'ua o le SiC puck) e ala i le oloina o le lautele i fafo. O lenei la'asaga e fa'ata'atia ai le fa'avae mo le tipiina ma le tipiina fa'asolosolo.

Otiotiina o Uaea e Tele: O lenei metotia e faʻaaogaina ai ni fasi mea olo e tuʻufaʻatasia ma uaea tipi e tipi ai le ingot lapotopoto. Peitaʻi, e tele sona gau o le kerf ma faʻafitauli i le le tutusa o le laualuga.

Tekonolosi Tipiina o le Laser: E fa'aaogaina le laser e fausia ai se vaega ua suia i totonu o le tioata, lea e mafai ona aveese ai ni fasi manifinifi. O lenei auala e fa'aitiitia ai le leiloa o meafaitino ma fa'aleleia atili ai le lelei o le fa'agasologa, ma avea ai ma se itu fou e folafolaina mo le tipiina o le SiC wafer.

Fa'aleleia atili o le Fa'agasologa o le Tipiina

Otiotiina o Uaea e Tele ma Fa'amautu: O le tekinolosi autū lea i le taimi nei, e fetaui lelei mo uiga maualuluga o le SiC.

Masini Fa'asa'oloto Eletise (EDM) ma Tekonolosi Vavae'eseina Malulu: O nei metotia e maua ai fofo eseese e fa'atatau i mana'oga fa'apitoa.

Faiga o le Fa'apulusina: E taua tele le paleni o le saoasaoa o le aveeseina o meafaitino ma le faaleagaina o le fogaeleele. E fa'aaogaina le Fa'apulusina Fa'akemikolo (CMP) e fa'aleleia atili ai le tutusa o le fogaeleele.

Mata'ituina i le Taimi Moni: Ua fa'alauiloa tekinolosi o su'esu'ega i luga ole laiga e mata'ituina ai le ma'ale'ale o le fogaeleele i le taimi moni.

Otiotiina i le Laser: O lenei metotia e faʻaitiitia ai le gau o le kerf ma faʻapuʻupuʻu ai taʻamilosaga o le faʻagasologa, e ui o loʻo avea pea le sone ua aʻafia i le vevela ma se luʻitau.

Tekinolosi Fa'agasologa Fa'afefiloi: O le tu'ufa'atasia o metotia fa'amekanika ma vaila'au e fa'aleleia atili ai le lelei o le fa'agasologa.

Ua uma ona fa'aaogaina lenei tekinolosi i alamanuia. Mo se fa'ata'ita'iga, na fa'atau e Infineon le SILTECTRA ma o lo'o ia te ia nei pateni autu e lagolagoina ai le gaosiga tele o wafers e 8-inisi. I Saina, o kamupani e pei o Delong Laser ua ausia le lelei o le gaosiga e 30 wafers i le ingot mo le fa'agasologaina o wafer e 6-inisi, o lo'o fa'atusalia ai le 40% fa'aleleia atili nai lo auala masani.

A o faatelevaveina le gaosiga o masini i totonu o le atunuu, ua faamoemoeina o le a avea lenei tekinolosi ma fofo autu mo le faagasologaina o le SiC substrate. Faatasi ai ma le faateleina o le lautele o mea semiconductor, ua le toe aoga auala masani o le tipiina. I totonu o filifiliga o loo i ai nei, o le tekinolosi o le ili uaea taimane e faaalia ai le tele o avanoa e sili ona folafolaina. O le tipiina o le laser, o se metotia fou, e ofoina atu ai ni faamanuiaga taua ma ua faamoemoeina o le a avea ma auala autu o le tipiina i le lumanai.

2,SiC Tasi le Kilisitala olo

I le avea ai ma sui o semiconductors o le tupulaga lona tolu, o le silicon carbide (SiC) e ofoina atu ni faʻamanuiaga taua ona o lona lautele o le bandgap, maualuga le breakdown electric field, maualuga le saturation electron drift velocity, ma le lelei tele o le thermal conductivity. O nei meatotino e faʻapitoa ai le aoga o le SiC i faʻaoga maualuga-voltage (e pei o siosiomaga 1200V). O le tekinolosi faʻagasologa mo substrates SiC o se vaega taua o le gaosiga o masini. O le lelei o le luga ma le saʻo o le substrate e aʻafia ai le lelei o le epitaxial layer ma le faʻatinoga o le masini mulimuli.

O le autū autū o le faiga olo o le aveeseina lea o faailoga o le ili ma vaega faaleagaina e mafua mai i le taimi o le tipiina, ma faasa'o ai le faaletonu e mafua mai i le faiga o le tipiina. Ona o le maualuga tele o le maaa o le SiC, o le oloina e mana'omia ai le fa'aogaina o mea e olo ai maaa e pei o le boron carbide po'o le taimane. O le oloina masani e masani ona vaevaeina i le oloina mafiafia ma le oloina lelei.

2.1 Olo Ma'a'a ma Lelei

E mafai ona vaevaeina le oloina e faʻatatau i le tele o le fasi mea abrasive:

Olo Malō: E fa'aaogā mea olo tetele e aveese ai maka o le ili ma vaega ua fa'aleagaina e mafua mai i le taimi o le tipiina, fa'aleleia atili ai le lelei o le fa'agaioiga.

Olo Lelei: E fa'aaogā mea e sili atu ona manifinifi e aveese ai le vaega ua fa'aleagaina e mafua mai i le oloina, fa'aitiitia ai le ma'a'a o le fogaeleele, ma fa'aleleia atili ai le lelei o le fogaeleele.

E tele kamupani gaosi oloa SiC i totonu o le atunu'u e fa'aaogaina ni faiga tetele o le gaosiga. O se metotia masani e aofia ai le oloina o itu e lua e fa'aaoga ai se ipu u'amea ma se pulu taimane monocrystalline. O lenei faiga e aveese lelei ai le vaega ua faaleagaina e tuua e le ili uaea, faasa'o le foliga o le wafer, ma fa'aitiitia ai le TTV (Total Thickness Variation), Bow, ma Warp. O le fua faatatau o le aveeseina o meafaitino e mautu, e masani ona o'o atu i le 0.8–1.2 μm/min. Peita'i, o le fogā'ele'ele wafer e mafua mai ai e matte ma e matua'i ma'a'a lava—e masani lava pe tusa ma le 50 nm—lea e fa'ateleina ai mana'oga i la'asaga fa'apulusa mulimuli ane.

2.2 Olo i le Itu e Tasi

E na'o le tasi le itu o le apa e olo ai i le taimi e tasi. I le taimi o lenei faiga, e fa'apipi'i le apa i le vali i luga o se u'amea. I lalo o le mamafa e fa'aaogaina, e fa'aletonu teisi le mea e fai ai, ma e fa'amafolafola le pito i luga. A uma ona olo, e fa'amafolafola le pito i lalo. A aveese le mamafa, e foliga mai e toe fo'i le pito i luga i lona foliga muamua, lea e a'afia ai fo'i le pito i lalo ua uma ona oloina—e mafua ai ona pi'o ma fa'aleagaina itu uma e lua i le lamolemole.

E le gata i lea, e mafai e le ipu olo ona fa'api'opi'o i se taimi pu'upu'u, ma mafua ai ona fa'api'opi'o le apa. Ina ia tausia le lamolemole o le ipu, e mana'omia le fa'amama soo. Ona o le maualalo o le lelei ma le le lamolemole o le apa, o le oloina o le itu e tasi e le talafeagai mo le gaosiga tele.

E masani ona fa'aaogaina uili olo #8000 mo le oloina lelei. I Iapani, o lenei faiga ua matua ma e o'o lava i le fa'aaogaina o uili fa'apala #30000. O lenei mea e mafai ai ona o'o atu le ma'a'a o le fogāeleele o apa ua uma ona fa'agasolo i lalo ifo o le 2 nm, ma saunia ai apa mo le CMP mulimuli (Chemical Mechanical Polishing) e aunoa ma se fa'agasologa fa'aopoopo.

2.3 Tekonolosi Fa'amamago Itu Tasi

O le Tekonolosi Fa'amama Fa'atasi o le Diamond Single-Sided o se metotia fou o le oloina o le itu e tasi. E pei ona fa'aalia i le Ata 5 (e le'i fa'aalia iinei), o le faiga e fa'aogaina ai se ipu olo e fusifusia i le taimane. O le wafer e fa'amauina e ala i le fa'apipi'iina o le vacuum, a'o fa'ata'amilo fa'atasi le wafer ma le uili olo taimane. E faasolosolo malie ona agai i lalo le uili olo e fa'amama ai le wafer i se mafiafia e mana'omia. A mae'a ona faia le tasi itu, ona fuli lea o le wafer e fa'agasolo ai le isi itu.

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

Aufana < 5 μm

TTV < 2 μm

Ma'ale'ale o le fogā'ele'ele < 1 nm

O lenei metotia o le fa'agasologa o le wafer e tasi e ofoina atu le mautu maualuga, lelei tele le tutusa, ma le saoasaoa maualuga o le aveeseina o meafaitino. Pe a fa'atusatusa i le oloina masani i itu e lua, o lenei metotia e fa'aleleia atili ai le lelei o le oloina e silia ma le 50%.

2.4 Olo Fa'alua Itu

O le oloina i itu e lua e faʻaaogaina ai le ipu olo pito i luga ma le pito i lalo e olo ai itu uma e lua o le mea olo i le taimi e tasi, ma faʻamautinoa ai le lelei tele o le laualuga i itu uma e lua.

I le taimi o le faagasologa, e muamua fa'aaoga e le oloina o le masini le mamafa i vaega aupito maualuluga o le masini, ma mafua ai ona fa'aleagaina ma fa'asolosolo ona aveese mea i na vaega. A'o fa'atutusa vaega maualuluga, e faasolosolo malie ona tutusa le mamafa i luga o le mea e fai ai le galuega, ma i'u ai ina fa'aleagaina tutusa le foliga i luga o le fogāeleele atoa. O lenei mea e mafai ai ona olo tutusa vaega pito i luga ma lalo. A mae'a le oloina ma fa'asa'oloto le mamafa, e toe malosi tutusa vaega ta'itasi o le mea e fai ai le galuega ona o le mamafa tutusa na oo i ai. O lenei mea e mafua ai ona itiiti le pi'o ma lelei le lamolemole.

O le ma'a'a o le fogāeleele o le apa pe a uma ona olo e fa'alagolago i le tele o le fasi mea e olo ai—o fasi mea laiti e maua ai ni fogāeleele lamolemole. A fa'aogaina mea e olo ai le 5 μm mo le oloina o itu e lua, e mafai ona pulea le lamolemole o le apa ma le fesuia'iga o le mafiafia i totonu ole 5 μm. O fua o le Atomic Force Microscopy (AFM) e fa'aalia ai le ma'a'a o le fogāeleele (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 e olo ai.

O se metotia e sili atu ona alualu i luma e aofia ai le oloina o itu e lua e faʻaaoga ai le polyurethane foam pads faʻatasi ma le polycrystalline diamond slurry. O lenei faiga e maua ai ni wafers e matua maualalo lava le mageso o luga, e ausia ai le Ra < 3 nm, lea e matua aoga tele mo le faʻapulusaina mulimuli ane o substrates SiC.

Peita'i, o le valuina o le fogā'ele'ele o lo'o tumau pea o se fa'afitauli e le'i fo'ia. E le gata i lea, o le taimane polycrystalline e fa'aaogaina i lenei faiga e gaosia e ala i le fa'aputuga o mea pāpā, lea e faigata fa'atekinolosi, e maua ai ni aofa'iga laiti, ma e matua taugata tele.

Fa'apupulaina o Kilisitala Tasi SiC

Ina ia maua se fogāeleele maualuga le tulaga lelei ua fa'apupula i luga o wafers silicon carbide (SiC), e tatau i le fa'apupula ona aveese atoa ai pu olo ma le fa'aletonu o le fogāeleele e pei o le nanometer. O le sini ia maua se fogāeleele lamolemole, e aunoa ma se fa'aletonu e aunoa ma se fa'aleagaina po'o se fa'aleagaina, leai se fa'aleagaina o le pito i lalo, ma leai se fa'alavelave o le fogāeleele e totoe.

3.1 Fa'apala Fa'amekanika ma le CMP o SiC Wafers

A maeʻa ona tupu aʻe se ingot tioata SiC e tasi, e taofia e ni faʻaletonu o luga mai le faʻaaogaina saʻo mo le tuputupu aʻe epitaxial. O le mea lea, e manaʻomia nisi faʻagasologa. E muamua faʻatulagaina le ingot i se foliga faʻataʻamilomilo masani e ala i le faʻataʻamilomilo, ona tipi lea i ni wafers e faʻaaoga ai le tipiina o uaea, sosoo ai ma le faʻamaonia o le faʻatulagaga o le crystallographic. O le faʻapulusaina o se laʻasaga taua i le faʻaleleia atili o le lelei o le wafer, e faʻatalanoaina ai mea e ono faʻaleagaina ai luga e mafua mai i faʻaletonu o le tuputupu aʻe o le crystal ma laʻasaga muamua o le faʻagasologa.

E fa auala autū mo le aveeseina o vaega ua faaleagaina o luga o le SiC:

Fa'apala'aina fa'amekanika: Faigofie ae e maosi ai; talafeagai mo le fa'apala'aina muamua.

Fa'apupulaina Fa'akemikolo (CMP): Ave'ese ai maosi e ala i le vaneina fa'akemikolo; talafeagai mo le fa'apupulaina sa'o.

O le vaneina o le haitorosene: Manaʻomia ni meafaigaluega faigata, e masani ona faʻaaogaina i faiga faʻatino a le HTCVD.

Fa'apulusina fesoasoani-plasma: Faigata ma e seasea fa'aaogaina.

O le fa'amamāina fa'amekanika e masani ona mafua ai ni maosi, ae o le fa'amamāina fa'a-kemikolo e mafai ona o'o atu ai i le le tutusa o le valiina. E tu'ufa'atasia e le CMP ia itu lelei uma e lua ma ofoina atu ai se fofo lelei ma taugofie.

Mataupu Faavae o le Galuega a le CMP

E galue le CMP e ala i le fa'ata'amilomiloina o le wafer i lalo o se mamafa fa'atulagaina fa'asaga i se pad fa'apala'au e fa'ata'amilomilo. O lenei gaioiga fa'atatau, fa'atasi ai ma le oloina fa'amekanika mai mea fa'apala'au nano-sized i totonu o le slurry ma le gaioiga fa'akemikolo o mea e tali atu ai, e ausia ai le fa'atulagaina o le fogaeleele.

Mea taua na faʻaaogaina:

Palu fa'apala: O lo'o i ai mea fa'a'a'a ma vaila'au fa'akemikolo.

Pepa fa'apala: E masaesae pe a fa'aaogaina, e fa'aitiitia ai pu ma fa'aitiitia ai le lelei o le fa'aaogaina o le slurry. E mana'omia le fa'apala masani, e masani ona fa'aaogaina se diamond dresser, e toe fa'afo'isia ai le ma'a'a.

Faiga Masani a le CMP

Mea fa'a'a'a: 0.5 μm le palapala taimane

Ma'ale'ale o le fogaeleele fa'atatau: ~0.7 nm

Fa'apupulaina Fa'amekanika Fa'akemikolo:

Meafaigaluega fa'apala: AP-810 fa'apala itu e tasi

Mamafa: 200 g/cm²

Saosaoa o le ipu: 50 rpm

Saosaoa o le uuina o le seramika: 38 rpm

Fa'atulagaga o le palapala:

SiO₂ (30 wt%, pH = 10.15)

0–70 wt% H₂O₂ (30 wt%, vasega o le reagent)

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

Saosaoa tafe o le palapala: 3 L/min, toe fa'asalalauina

O lenei faiga e faʻaleleia atili ai le lelei o le SiC wafer ma faʻafetaui ai manaʻoga mo faiga faʻasolosolo.

Luʻitau Faʻatekinolosi i le Faʻapala Faʻamekanika

O le SiC, i le avea ai ma se semiconductor e lautele le bandgap, e taua tele lona sao i le pisinisi eletise. Faatasi ai ma ona uiga faaletino ma vailaau sili ona lelei, o tioata SiC e tasi e fetaui lelei mo siosiomaga faigata, e pei o le vevela maualuga, televave maualuga, malosi maualuga, ma le tete'e atu i le radiation. Peita'i, o lona natura ma'a'a ma maaleale e tu'uina atu ai ni lu'itau tetele mo le oloina ma le fa'apulusaina.

A o fesuiaʻi kamupani gaosi oloa taʻimua i le lalolagi mai le 6-inisi i le 8-inisi wafers, o faʻafitauli e pei o le māvaevae ma le faʻaleagaina o wafers i le taimi o le gaosiga ua faʻateleina ona aʻafia ai le fua o le gaosiga. O le faʻafetaiaʻia o luʻitau faʻapitoa o substrates SiC 8-inisi ua avea nei ma faʻailoga autu mo le alualu i luma o le alamanuia.

I le vaitaimi o le 8-inisi, o le faagasologaina o le SiC wafer e feagai ma le tele o luitau:

E tāua le fa'ateleina o le gaosiga o chip i vaega ta'itasi, fa'aitiitia ai le leiloa o pito, ma fa'aitiitia ai tau o le gaosiga—aemaise lava ona o le fa'atupula'ia o le mana'oga i fa'aoga o ta'avale eletise.

E ui ina ua matua le tuputupu aʻe o tioata SiC taʻitasi e 8-inisi le lapoʻa, ae o faiga faʻatino i tua e pei o le oloina ma le faʻapulusaina o loʻo feagai pea ma faʻalavelave, ma mafua ai ona maualalo le seleselega (naʻo le 40–50%).

O wafers tetele e sili atu ona lavelave le tufatufaina atu o le mamafa, ma faʻateleina ai le faigata o le puleaina o le mamafa o le polesi ma le tutusa o le seleselega.

E ui o le mafiafia o wafers e 8-inisi ua toeitiiti tutusa ma le mafiafia o wafers e 6-inisi, ae e faigofie ona faaleagaina i le taimi e taulimaina ai ona o le mamafa ma le pi'o.

Ina ia faʻaitiitia le atuatuvale e fesoʻotaʻi ma le tipiina, le feliuaʻi, ma le māvaevae, o loʻo faʻateleina le faʻaaogaina o le tipiina o le laser. Peitaʻi:

O leisa uumi-galu e mafua ai ona faaleagaina le vevela.

O leisa pupuu-galu e fa'atupuina ai otaota mamafa ma fa'alolotoina ai le vaega o le fa'aleagaina, ma fa'ateleina ai le faigata o le fa'apulusaina.

Fa'asologa o Galuega Fa'apolopolo Fa'amekanika mo le SiC

O le faagasologa lautele e aofia ai:

Otiotiina o le fa'asinomaga

oloina matuitui

olo lelei

Fa'apala fa'amekanika

Fa'apalapala Fa'amekanika Kemikolo (CMP) o le la'asaga mulimuli

E taua tele le filifilia o le metotia CMP, le mamanuina o le auala o le faagasologa, ma le faʻaleleia atili o parakalafa. I le gaosiga o semiconductor, o le CMP o le laʻasaga autu lea mo le gaosia o wafers SiC e matuā lamolemole, e leai ni faʻaletonu, ma e leai ni mea e faʻaleagaina, e taua tele mo le tuputupu aʻe maualuga o le epitaxial.

(a) Aveese le ingot SiC mai le ogaumu;

(b) Fa'atino le fa'atulagaina muamua e ala i le oloina o le lautele i fafo;

(c) Fuafua le fa'atulagaga o le tioata e fa'aaoga ai ni fa'atulagaga fa'atulagaina po'o ni notches;

(d) Tipi le ingot i ni fasi manifinifi e fa'aaoga ai le iliina o uaea e tele;

(e) Ia maua le lamolemole e pei o se fa'ata e ala i la'asaga o le oloina ma le fa'apulusaina.

A maeʻa le faasologa o laasaga o le faagasologaina, e masani ona maʻai le pito i fafo o le SiC wafer, lea e faateleina ai le lamatiaga o le malepe i le taimi o le taulimaina po o le faaaogaina. Ina ia aloese mai lea ituaiga o le vaivai, e manaomia le oloina o pito.

I le fa’aopoopoga i faiga masani o le tipiina, o se metotia fou mo le sauniaina o wafers SiC e aofia ai le tekinolosi fa’apipi’i. O lenei auala e mafai ai ona faia le gaosiga o wafer e ala i le fa’apipi’iina o se vaega manifinifi o le SiC e tasi le tioata i se substrate heterogeneous (substrate lagolago).

O loʻo faʻaalia i le Ata 3 le faʻagasologa o le faagasologa:

Muamua, e fausia se vaega e vavae ese ai le vaega i se loloto fa'apitoa i luga o le fogāeleele o le SiC e tasi e ala i le fa'apipi'iina o le hydrogen ion po'o ni metotia fa'apena. Ona fa'apipi'i lea o le SiC e tasi ua uma ona fa'agasolo i se mea e lagolago ai ma fa'asaga i le mamafa ma le vevela. O lenei mea e mafai ai ona fa'aliliuina ma vavae'eseina lelei le vaega SiC e tasi le tioata i luga o le mea e lagolago ai.

O le vaega SiC ua vavae'ese e faia i ai togafitiga i luga ina ia maua ai le lamolemole e mana'omia ma e mafai ona toe fa'aaogaina i isi faiga fa'apipi'i. Pe a fa'atusatusa i le tipiina masani o tioata SiC, o lenei metotia e fa'aitiitia ai le mana'oga mo mea taugata. E ui o lo'o i ai pea lu'itau fa'apitoa, ae o lo'o fa'agasolo pea su'esu'ega ma atina'e ina ia mafai ai ona gaosia ni wafer e taugofie.

Ona o le maualuga o le ma'a'a ma le mautu fa'akemikolo o le SiC—lea e tete'e atu ai i ni tali i le vevela o le potu—e mana'omia le fa'apulusiina fa'amekanika e aveese ai pu laiti, fa'aitiitia ai le fa'aleagaina o le fogaeleele, aveese ai maosi, pu, ma fa'aletonu o le pa'u moli, fa'aitiitia ai le ma'a'a o le fogaeleele, fa'aleleia atili ai le lamolemole, ma fa'aleleia atili ai le lelei o le fogaeleele.

Ina ia maua se fogāeleele maualuga lona lelei ma lelei, e tatau ona:

Fetuuna'i ituaiga o mea fa'apala,

Fa'aitiitia le tele o le vaega,

Fa'aleleia atili fa'asologa o le fa'agasologa,

Filifili mea e fa'apala ai ma fasi pepa e lava le ma'a'a.

O loʻo faʻaalia i le Ata 7 e mafai e le faʻapalaʻau itu e lua i le 1 μm abrasives ona pulea ai le lamolemole ma le fesuiaʻiga o le mafiafia i totonu ole 10 μm, ma faʻaitiitia ai le maʻalili o le fogaeleele i le tusa ma le 0.25 nm.

3.2 Fa'apupulaina Fa'amekanika Fa'akemikolo (CMP)

O le Chemical Mechanical Polishing (CMP) e tu'ufa'atasia ai le oloina o vaega manifinifi ma le etching fa'akemikolo e fausia ai se foliga lamolemole ma mafolafola i luga o le mea o lo'o fa'agasoloina. O le mataupu faavae autu o le:

E tupu se tali atu fa'akemikolo i le va o le paula fa'apala ma le fogā'ele'ele wafer, ma fausia ai se vaega vaivai.

O le fete'ena'iga i le va o vaega olo ma le vaega vaivai e aveese ai le mea.

Fa'amanuiaga o le CMP:

Fa'ato'ilaloina fa'aletonu o le fa'apala'aina fa'amekanika po'o vaila'au,

Ausia le fa'atulagaina o le lalolagi ma le lotoifale,

E gaosia ai ni luga e maualuga le lamolemole ma maualalo le ma’a’a,

E le fa'aleagaina ai le fogaeleele po'o le pito i lalo.

Auiliiliga:

E gaoioi le wafer e fa'atatau i le polishing pad i lalo o le mamafa.

O mea fa'a'a'a e tusa ma le nanometer (e pei o le SiO₂) i totonu o le slurry e aofia ai le seleina, fa'avaivaia ai fusi fa'atasi o le Si–C ma fa'aleleia atili ai le aveeseina o meafaitino.

Ituaiga o Metotia CMP:

Fa'apalapala e aunoa ma se totogi: O mea fa'apalapala (e pei o le SiO₂) e fa'apipi'i i totonu o le slurry. O le aveeseina o meafaitino e faia e ala i le fa'apalapala e tolu-vaega (wafer-pad-abrasive). O le tele o mea fa'apalapala (e masani lava 60–200 nm), pH, ma le vevela e tatau ona pulea ma le sa'o ina ia fa'aleleia atili ai le tutusa.

Fa'apupulaina Fa'amau mo Mea Fa'amama: O lo'o fa'apipi'iina mea fa'amama i totonu o le fasi fa'apupulaina e puipuia ai le fa'aputuga—e sili ona lelei mo le fa'agaioiga e maualuga le sa'o.

Fa'amamāina pe a uma ona fa'apala:

O apa ua uma ona fa'apala e faia i:

Fa'amamāina o vaila'au fa'akemikolo (e aofia ai le aveeseina o le vai DI ma toega o le slurry),

fufuluina o le vai DI, ma

Fa'amago vevela o le naitorosene

e fa'aitiitia ai mea leaga i luga.

Tulaga Lelei ma le Fa'atinoga o le Foliga

E mafai ona fa'aitiitia le ma'a'a o le fogaeleele i le Ra < 0.3 nm, e ausia ai mana'oga o le semiconductor epitaxy.

Fa'atulagaina Fa'alelalolagi: O le tu'ufa'atasiga o le fa'amalūlūina o vaila'au ma le aveeseina fa'amekanika e fa'aitiitia ai maosi ma le vaneina e le tutusa, e sili atu nai lo metotia mama fa'amekanika po'o vaila'au.

Lelei Maualuga: Talafeagai mo mea malo ma maaleale e pei o le SiC, fa'atasi ai ma le fua faatatau o le aveeseina o mea e sili atu i le 200 nm/h.

Isi Metotia Fa'apupulaina Fou

I le faʻaopoopoga i le CMP, ua fautuaina mai ni isi auala, e aofia ai:

Fa'apalapala eletise, fa'apalapala po'o le vaneina e fesoasoani i ai le Catalyst, ma

Fa'apupulaina fa'a-tribochemical.

Peita'i, o nei metotia o lo'o i ai pea i le tulaga o su'esu'ega ma ua fa'agesegese ona atia'e ona o le lu'itau o meatotino a le SiC.

I le iuga, o le faagasologa o le SiC o se faagasologa faifai malie o le faaitiitia o le pi'o ma le ma'a'a e faaleleia atili ai le lelei o le fogaeleele, lea e taua tele ai le puleaina o le lamolemole ma le ma'a'a i laasaga taitasi.

Tekonolosi Fa'agasologa

I le taimi o le oloina o le wafer, e fa'aaogaina le slurry taimane ma le tele o vaega eseese e olo ai le wafer i le lamolemole ma le ma'a'a o le fogaeleele e mana'omia. Ona sosoo ai lea ma le fa'apulusina, e fa'aaoga ai metotia fa'amekanika ma fa'akemikolo fa'amekanika (CMP) e gaosia ai ni wafer silicon carbide (SiC) e leai se fa'aleagaina.

A maeʻa ona faʻapulusaina, e faia se suʻesuʻega maeʻaeʻa o le lelei o le SiC wafers e faʻaaoga ai meafaigaluega e pei o microscopes opitika ma X-ray diffractometers e faʻamautinoa ai o loʻo ausia uma tulaga faʻapitoa e manaʻomia. I le iuga, e faʻamamāina wafers faʻapulusaina e faʻaaoga ai ni vailaʻau faʻamamā faʻapitoa ma le vai mama atoatoa e aveese ai mea leaga i luga. Ona faʻamago lea i le faʻaaogaina o le kasa nitrogen mama atoatoa ma masini faʻamago vili, ma faʻamaeʻa ai le faagasologa atoa o le gaosiga.

A maeʻa tausaga o taumafaiga, ua tele ni alualu i luma ua faia i le gaosiga o le SiC single crystal i totonu o Saina. I totonu o le atunuʻu, ua manuia le atinaʻeina o le 100 mm doped semi-insulating 4H-SiC single crystals, ma ua mafai nei ona gaosia ni crystals n-type 4H-SiC ma le 6H-SiC i ni vaega. Ua uma ona atiaʻe e kamupani e pei o TankeBlue ma TYST ni crystals SiC single 150 mm.

I tulaga o tekinolosi fa'agasologa o le SiC wafer, ua uma ona su'esu'eina muamua e fa'alapotopotoga i totonu o le atunu'u tulaga o le fa'agasologa ma auala mo le tipiina, oloina, ma le fa'apulusaina o le tioata. E mafai ona latou gaosia ni fa'ata'ita'iga e fetaui ma mana'oga mo le gaosiga o masini. Peita'i, pe a fa'atusatusa i tulaga fa'avaomalo, o le tulaga lelei o le fa'agasologa o luga o wafer i totonu o le atunu'u e matua tuai lava. E tele fa'afitauli:

O aʻoaʻoga faʻavaomalo o le SiC ma tekinolosi faʻagasologa e matua puipuia ma e faigata ona maua.

E le lava ni suʻesuʻega faʻateorē ma le lagolago mo le faʻaleleia atili ma le faʻaogaina lelei o le faʻagasologa.

E maualuga le tau o le aumaia o masini ma vaega mai fafo.

O suʻesuʻega faʻalotoifale i le mamanuina o masini, saʻo o le faʻagasologaina, ma meafaitino o loʻo faaalia ai pea ni eseesega tetele pe a faʻatusatusa i tulaga faʻavaomalo.

I le taimi nei, o le tele o meafaigaluega e maualuga le sa'o e fa'aaogaina i Saina e fa'atau mai fafo. E mana'omia fo'i le fa'aleleia atili o meafaigaluega ma auala e fa'ata'ita'i ai.

Faatasi ai ma le atinaeina pea o semiconductors o le tupulaga lona tolu, o le lautele o substrates SiC single crystal o loʻo faʻateleina pea, faʻatasi ai ma le maualuga o manaʻoga mo le lelei o le faʻagasologaina o luga. O le tekinolosi faʻagasologa o le wafer ua avea ma se tasi o laʻasaga sili ona faigata faʻatekinolosi pe a maeʻa le tuputupu aʻe o le SiC single crystal.

Ina ia foia luitau o loʻo iai nei i le faagasologaina, e taua tele le suʻesuʻeina atili o auala e aofia ai le tipiina, oloina, ma le faʻapulusaina, ma ia suʻesuʻe auala talafeagai ma auala e faʻagasolo ai mo le gaosiga o le SiC wafer. I le taimi lava e tasi, e tatau ona aʻoaʻoina mai tekinolosi faʻavaomalo faʻavaomalo ma faʻaaogaina metotia ma meafaigaluega faʻaonaponei o le masini e sili ona saʻo e gaosia ai mea e sili ona lelei.

A o faʻateleina le lapoʻa o le wafer, e faʻateleina foʻi le faigata o le tuputupu aʻe ma le faʻagasologaina o le tioata. Peitaʻi, e faʻaleleia atili le lelei o le gaosiga o masini i lalo ifo, ma faʻaitiitia ai le tau o le iunite. I le taimi nei, o kamupani autu e tuʻuina atu wafer SiC i le lalolagi atoa e ofoina atu oloa e amata mai le 4 inisi i le 6 inisi le lautele. O kamupani taʻimua e pei o Cree ma II-VI ua amata ona fuafua mo le atinaʻeina o laina gaosiga o wafer SiC e 8-inisi.