SiC vahvlite valmistamise protsessi lühitutvustus

Asendamatu alusmaterjalina tipptasemel pooljuhtidetööstuses,ränikarbiidist vahvlidneil on suurepärased soojus- ja elektriomadused, millel on laialdased kasutusvõimalused kõrgtemperatuurilistes, kõrgsageduslikes, suure võimsusega ja kiirguskindlates integreeritud elektroonikaseadmetes.

Kuna ränikarbiidi substraatide töötlemise täpsus mõjutab otseselt lõplike pooljuhtseadmete jõudlust, kehtestatakse pooljuhtide tootmise rakendustes kasutatavate ränikarbiidiplaatide pinnakvaliteedile äärmiselt ranged nõuded. Selles artiklis kirjeldatakse lühidalt kvaliteetsete ränikarbiidist vahvlite tootmisprotsessi.

1. Tooraine ettevalmistamine

Kõrge puhtusastmega ränipulber ja süsinikupulber, mis on segatud kindlas vahekorras, reageerivad temperatuuril üle 2000 ℃, et sünteesida ränikarbiidi osakesi. Seejärel läbib kvaliteetne ränikarbiidi mikropulber, mis vastab täielikult ränikarbiidi kristallide kasvatamise nõuetele, järgnevaid rafineerimisprotseduure, nagu purustamine ja keemiline puhastamine.

2. Kristallide kasv

Kvaliteetne SiC mikropulber asetatakse tiiglisse kõrge temperatuuriga ahjus ja kuumutatakse seejärel sublimatsioonitemperatuurini, kus see laguneb gaasideks nagu Si, Si₂C ja SiC₂. Teljelise temperatuurigradiendi mõjul migreeruvad need gaasid üles ahju ülemisse tsooni ja sadestuvad SiC idukristalli ümber, kasvades järk-järgult silindriliseks valuplokiks.

3. Valuploki töötlemine ja vahvlite viilutamine

Kasvanud ränikarbiidi valuplokk orienteeritakse röntgenkiirte monokristallide orientatsiooniseadmega ja töödeldakse pinna tasandamise ja silindrilise lihvimise teel standardse läbimõõduga toorikuteks. Valmis standardsed SiC toorikud viilutatakse seejärel mitme traadiga viilutamisseadmete abil õhukesteks vahvliteks, mille paksus ei ületa 1 mm.

4. Vahvlite lappimine ja poleerimine

Viilutatud vahvlid jahvatatakse, kasutades erineva suurusega teemantlihvimispulbereid, et saavutada nõutav lamedus ja karedus, kombineeritud mehaanilise poleerimise ja keemilise mehaanilise poleerimisega, et saada kahjustusteta ülisile pind SiC vahvlitele.

5. Vahvlite ülevaatus

SiC-vahvlite erinevaid parameetreid testitakse professionaalsete instrumentidega, sealhulgas optiline mikroskoop, röntgendifraktomeeter, aatomjõumikroskoop, kontaktivaba eritakistuse tester, pinna tasasuse tester ja põhjalik pinnadefektide tester. Testitud esemed hõlmavad mikrotoru tihedust, kristallide kvaliteeti, pinna karedust, eritakistust, lõime, kaaret, paksuse varieeruvust ja pinnakriimustusi, mille alusel klassifitseeritakse iga vahvli kvaliteediklass.

6. Vahvlite puhastamine

PoleeritudSiC vahvlidTavaliselt puhastatakse keemiliste puhastusvahendite ja ülipuhta veega, et põhjalikult eemaldada soovimatud pinnasaasteained ja poleerimismassi jäägid, ning seejärel kuivatatakse ülikõrge puhtusastmega lämmastikuatmosfääris tsentrifuugimiskuivatitega. Puhastatud ja kuivatatud vahvlid pakitakse pooljuhtpuhastusruumis puhastesse vahvlikassettidesse, mistõttu need vastavad täielikult allavoolu puhtusstandarditele.