SiC वेफर फॅब्रिकेशन प्रक्रियेचा संक्षिप्त परिचय

अत्याधुनिक सेमीकंडक्टर उद्योगातील अपरिहार्य सब्सट्रेट सामग्री म्हणून,सिलिकॉन कार्बाइड वेफर्सउत्कृष्ट थर्मल आणि इलेक्ट्रिकल गुणधर्म प्रदर्शित करतात, उच्च-तापमान, उच्च-वारंवारता, उच्च-शक्ती आणि रेडिएशन-प्रतिरोधक एकात्मिक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांमध्ये विस्तृत अनुप्रयोग संभावनांचा अभिमान बाळगतात.

SiC सब्सट्रेट्सची मशीनिंग अचूकता अंतिम सेमीकंडक्टर उपकरणांच्या कार्यक्षमतेवर थेट परिणाम करत असल्याने, सेमीकंडक्टर उत्पादन अनुप्रयोगांसाठी SiC वेफर्सच्या पृष्ठभागाच्या गुणवत्तेवर अत्यंत कठोर आवश्यकता लादल्या जातात. हा पेपर उच्च-गुणवत्तेच्या सिलिकॉन कार्बाइड वेफर्सच्या उत्पादन प्रक्रियेचे थोडक्यात वर्णन करतो.

1. कच्चा माल तयार करणे

उच्च-शुद्धता सिलिकॉन पावडर आणि कार्बन पावडर, विशिष्ट प्रमाणात मिसळून, सिलिकॉन कार्बाइड कणांचे संश्लेषण करण्यासाठी 2000℃ पेक्षा जास्त तापमानावर प्रतिक्रिया दिली जाते. आणि नंतर उच्च-गुणवत्तेचे सिलिकॉन कार्बाइड मायक्रो-पावडर जे SiC क्रिस्टलच्या वाढीसाठी आवश्यक असलेल्या आवश्यकता पूर्ण करते ते क्रशिंग आणि रासायनिक साफसफाई यांसारख्या नंतरच्या शुद्धीकरण प्रक्रियेतून जाते.

2. क्रिस्टल वाढ

उच्च-गुणवत्तेचे SiC मायक्रो-पावडर उच्च-तापमानाच्या भट्टीत क्रूसिबलमध्ये ठेवले जाते आणि नंतर त्याच्या उदात्तीकरण तापमानाला गरम केले जाते, ज्यामध्ये Si, Si₂C आणि SiC₂ सारख्या वायूंमध्ये विघटन होते. अक्षीय तापमान ग्रेडियंटच्या प्रभावाखाली, हे वायू वरच्या भट्टीच्या झोनमध्ये वरच्या दिशेने स्थलांतरित होतात आणि SiC सीड क्रिस्टलभोवती जमा होतात, हळूहळू बेलनाकार पिंडात वाढतात.

3. इनगॉट प्रोसेसिंग आणि वेफर स्लाइसिंग

वाळलेल्या सिलिकॉन कार्बाइड इंगॉटला एक्स-रे सिंगल क्रिस्टल ओरिएंटेशन इन्स्ट्रुमेंटद्वारे ओरिएंट केले जाते आणि पृष्ठभाग सपाटीकरण आणि दंडगोलाकार ग्राइंडिंगद्वारे मानक-व्यास रिक्त स्थानांमध्ये प्रक्रिया केली जाते. तयार मानक SiC ब्लँक्स नंतर मल्टी-वायर स्लाइसिंग उपकरणाद्वारे 1 मिमी पेक्षा जास्त जाडी नसलेल्या पातळ वेफर्समध्ये कापले जातात.

4. वेफर लॅपिंग आणि पॉलिशिंग

आवश्यक सपाटपणा आणि खडबडीतपणा प्राप्त करण्यासाठी विविध कणांच्या आकाराच्या डायमंड लॅपिंग स्लरी वापरून स्लाइस केलेले वेफर्स ग्राउंड केले जातात, SiC वेफर्सची हानी-मुक्त अल्ट्रा-स्मूथ पृष्ठभाग मिळविण्यासाठी एकत्रित यांत्रिक पॉलिशिंग आणि रासायनिक यांत्रिक पॉलिशिंग प्रक्रिया लागू केल्या जातात.

5. वेफर तपासणी

SiC वेफर्सच्या विविध पॅरामीटर्सची व्यावसायिक उपकरणांद्वारे चाचणी केली जाते, ज्यामध्ये ऑप्टिकल मायक्रोस्कोप, एक्स-रे डिफ्रॅक्टोमीटर, अणू शक्ती सूक्ष्मदर्शक, नॉन-कॉन्टॅक्ट रेझिस्टिव्हिटी टेस्टर, पृष्ठभाग सपाटपणा परीक्षक आणि सर्वसमावेशक पृष्ठभाग दोष परीक्षक यांचा समावेश आहे. चाचणी केलेल्या वस्तूंमध्ये मायक्रोपाइपची घनता, क्रिस्टल गुणवत्ता, पृष्ठभागाचा खडबडीतपणा, प्रतिरोधकता, ताना, धनुष्य, जाडीतील फरक आणि पृष्ठभागावरील ओरखडे यांचा समावेश होतो, ज्याच्या आधारावर प्रत्येक वेफरची गुणवत्ता श्रेणी वर्गीकृत केली जाते.

6. वेफर साफ करणे

पॉलिशSiC वेफर्सपृष्ठभागावरील अवांछित दूषित घटक आणि अवशिष्ट पॉलिशिंग स्लरी पूर्णपणे काढून टाकण्यासाठी रासायनिक क्लिनिंग एजंट्स आणि अति-शुद्ध पाण्याचा वापर करून ते सामान्यत: स्वच्छ केले जातात आणि नंतर स्पिन ड्रायरसह अति-उच्च शुद्धता नायट्रोजन वातावरणात वाळवले जातात. साफ केलेले आणि वाळलेले वेफर्स सेमीकंडक्टर-ग्रेड क्लीनरूममध्ये स्वच्छ वेफर कॅसेटमध्ये पॅक केले जातात, ज्यामुळे ते डाउनस्ट्रीम स्वच्छतेच्या मानकांची पूर्णपणे पूर्तता करतात.