碳化硅(SiC)作為一種高性能半導(dǎo)體材料,,因其出色的熱穩(wěn)定性、高硬度和高電子遷移率,,在電力電子,、微電子,、光電子等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,。在SiC器件的制造過(guò)程中,,碳化硅片的減薄是一個(gè)重要環(huán)節(jié),它可以提高器件的散熱性能,,并有助于降低制造成本,。然而,在減薄過(guò)程中,,碳化硅表面往往會(huì)出現(xiàn)紋路,這些紋路不僅影響器件的外觀質(zhì)量,,還可能對(duì)器件的電學(xué)性能和可靠性產(chǎn)生不利影響,。因此,如何減少減薄碳化硅紋路成為了一個(gè)亟待解決的問題,。
現(xiàn)有減薄方法及紋路產(chǎn)生原因
目前,,碳化硅片的減薄主要通過(guò)機(jī)械研磨、化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)和濕法腐蝕等方法實(shí)現(xiàn),。機(jī)械研磨是常用的減薄方法,,但該方法容易在碳化硅表面留下研磨紋路,且加工效率相對(duì)較低。CMP方法可以在一定程度上彌補(bǔ)機(jī)械研磨的不足,,通過(guò)化學(xué)腐蝕和機(jī)械摩擦的共同作用,,實(shí)現(xiàn)碳化硅表面的平滑化,但該方法對(duì)加工參數(shù)的控制要求較高,,否則容易出現(xiàn)表面不均勻或均勻度差的問題,。濕法腐蝕則是一種制備高純度、高質(zhì)量薄膜的方法,,但該方法需要花費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間,,且需要一個(gè)良好的器皿配合。
碳化硅紋路產(chǎn)生的主要原因包括:
研磨顆粒的大小和分布:研磨顆粒過(guò)大或分布不均會(huì)導(dǎo)致研磨過(guò)程中碳化硅表面受力不均,,從而產(chǎn)生紋路,。
研磨壓力和研磨時(shí)間:過(guò)高的研磨壓力或過(guò)長(zhǎng)的研磨時(shí)間都會(huì)加劇碳化硅表面的損傷,導(dǎo)致紋路產(chǎn)生,。
研磨液的配比:研磨液中各成分的比例不當(dāng)也會(huì)影響研磨效果,,導(dǎo)致紋路產(chǎn)生。
碳化硅本身的性質(zhì):碳化硅的硬度和脆性較高,,使得在研磨過(guò)程中更容易產(chǎn)生裂紋和紋路,。
減少紋路的方法
針對(duì)碳化硅減薄過(guò)程中出現(xiàn)的紋路問題,可以從以下幾個(gè)方面入手,,以減少紋路的產(chǎn)生:
優(yōu)化研磨參數(shù)
精細(xì)控制研磨顆粒的大小和分布:選擇適當(dāng)?shù)难心ヮw粒大小,,并確保其分布均勻,以減少研磨過(guò)程中碳化硅表面的受力不均,。
嚴(yán)格調(diào)控研磨壓力和研磨時(shí)間:根據(jù)碳化硅的硬度和脆性,,合理設(shè)置研磨壓力和研磨時(shí)間,避免過(guò)高的壓力和過(guò)長(zhǎng)的時(shí)間導(dǎo)致的表面損傷,。
優(yōu)化研磨液的配比:通過(guò)試驗(yàn)確定zui jia的研磨液配比,,確保各成分之間的相互作用能夠zui大限度地減少碳化硅表面的損傷。
改進(jìn)研磨工藝
采用多步研磨工藝:將研磨過(guò)程分為粗磨,、半精磨和精磨等多個(gè)步驟,,逐步減小研磨顆粒的大小,以減少碳化硅表面的損傷和紋路,。
引入超聲波輔助研磨:超聲波的振動(dòng)作用可以均勻分散研磨顆粒,,提高研磨效率,同時(shí)減少碳化硅表面的損傷,。
應(yīng)用xian進(jìn)的拋光技術(shù)
化學(xué)機(jī)械拋光(CMP):通過(guò)化學(xué)腐蝕和機(jī)械摩擦的共同作用,,實(shí)現(xiàn)碳化硅表面的平滑化。在CMP過(guò)程中,,需要嚴(yán)格控制拋光液的成分,、拋光壓力和拋光時(shí)間等參數(shù),。
激光燒蝕加超聲波剝離:這是一種新型的碳化硅減薄方法,通過(guò)激光形成炸點(diǎn),,并配合超聲波進(jìn)行剝離,,可以大幅度降低工藝成本,同時(shí)減少碳化硅表面的損傷和紋路,。剝離下來(lái)的材料經(jīng)過(guò)打磨拋光后還可以繼續(xù)外延生長(zhǎng)或用于其他用途,。
加強(qiáng)質(zhì)量控制和檢測(cè)
定期檢測(cè)研磨設(shè)備和工藝參數(shù):確保研磨設(shè)備和工藝參數(shù)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性,避免因設(shè)備故障或參數(shù)偏差導(dǎo)致的碳化硅表面損傷和紋路產(chǎn)生,。
采用xian進(jìn)的檢測(cè)技術(shù):如原子力顯微鏡(AFM),、掃描電子顯微鏡(SEM)等,對(duì)碳化硅表面進(jìn)行高精度檢測(cè),,及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理紋路問題,。
結(jié)論
減少減薄碳化硅紋路是提高SiC器件質(zhì)量和可靠性的重要環(huán)節(jié)。通過(guò)優(yōu)化研磨參數(shù),、改進(jìn)研磨工藝,、應(yīng)用xian進(jìn)的拋光技術(shù)以及加強(qiáng)質(zhì)量控制和檢測(cè)等措施,可以有效地減少碳化硅表面的紋路產(chǎn)生,。隨著SiC技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展,,減少減薄碳化硅紋路的方法將不斷得到完善和推廣,為SiC器件的制造和應(yīng)用提供更加可靠的技術(shù)支持,。
高通量晶圓測(cè)厚系統(tǒng)
高通量晶圓測(cè)厚系統(tǒng)以光學(xué)相干層析成像原理,,可解決晶圓/晶片厚度TTV(Total Thickness Variation,總厚度偏差),、BOW(彎曲度),、WARP(翹曲度),TIR(Total Indicated Reading 總指示讀數(shù),,STIR(Site Total Indicated Reading 局部總指示讀數(shù)),,LTV(Local Thickness Variation 局部厚度偏差)等這類技術(shù)指標(biāo)。
高通量晶圓測(cè)厚系統(tǒng),,全新采用的第三代可調(diào)諧掃頻激光技術(shù),,相比傳統(tǒng)上下雙探頭對(duì)射掃描方式;可一次性測(cè)量所有平面度及厚度參數(shù),。
靈活適用更復(fù)雜的材料,,從輕摻到重?fù)?P 型硅 (P++),碳化硅,,藍(lán)寶石,玻璃,,鈮酸鋰等晶圓材料,。
重?fù)叫凸瑁◤?qiáng)吸收晶圓的前后表面探測(cè))
粗糙的晶圓表面,(點(diǎn)掃描的第三代掃頻激光,相比靠光譜探測(cè)方案,,不易受到光譜中相鄰單位的串?dāng)_噪聲影響,,因而對(duì)測(cè)量粗糙表面晶圓)
低反射的碳化硅(SiC)和鈮酸鋰(LiNbO3)(通過(guò)對(duì)偏振效應(yīng)的補(bǔ)償,加強(qiáng)對(duì)低反射晶圓表面測(cè)量的信噪比)
絕緣體上硅(SOI)和MEMS,,可同時(shí)測(cè)量多層結(jié)構(gòu),,厚度可從μm級(jí)到數(shù)百μm級(jí)不等。
1,,可用于測(cè)量各類薄膜厚度,,厚度zui薄可低至 4 μm ,精度可達(dá)1nm,。
2,,可調(diào)諧掃頻激光的“溫漂”處理能力,體現(xiàn)在復(fù)雜工作環(huán)境中抗干擾能力強(qiáng),,一改過(guò)去傳統(tǒng)晶圓測(cè)量對(duì)于“主動(dòng)式減震平臺(tái)”的重度依賴,,成本顯著降低。
3,,靈活的運(yùn)動(dòng)控制方式,,可兼容2英寸到12英寸方片和圓片測(cè)量。
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