Pengantar Singkat Proses Fabrikasi Wafer SiC

Sebagai bahan substrat yang sangat diperlukan dalam industri semikonduktor mutakhir,wafer silikon karbidamenunjukkan sifat termal dan listrik yang sangat baik, menawarkan prospek aplikasi yang luas pada perangkat elektronik terintegrasi bersuhu tinggi, frekuensi tinggi, berdaya tinggi, dan tahan radiasi.

Karena presisi pemesinan substrat SiC berdampak langsung pada kinerja perangkat semikonduktor akhir, persyaratan yang sangat ketat diberlakukan pada kualitas permukaan wafer SiC untuk aplikasi manufaktur semikonduktor. Makalah ini menjelaskan secara singkat proses pembuatan wafer silikon karbida berkualitas tinggi.

1. Persiapan Bahan Baku

Bubuk silikon dengan kemurnian tinggi dan bubuk karbon, dicampur dalam perbandingan tertentu, direaksikan pada suhu melebihi 2000℃ untuk mensintesis partikel silikon karbida. Dan kemudian bubuk mikro silikon karbida berkualitas tinggi yang sepenuhnya memenuhi persyaratan untuk pertumbuhan kristal SiC menjalani prosedur pemurnian berikutnya seperti penghancuran dan pembersihan kimia.

2. Pertumbuhan Kristal

Bubuk mikro SiC berkualitas tinggi ditempatkan dalam wadah di dalam tungku bersuhu tinggi dan kemudian dipanaskan hingga suhu sublimasi, di mana ia terurai menjadi gas seperti Si, Si₂C, dan SiC₂. Di bawah pengaruh gradien suhu aksial, gas-gas ini bermigrasi ke atas ke zona tungku atas dan mengendap di sekitar kristal benih SiC, secara bertahap tumbuh menjadi ingot berbentuk silinder.

3. Pengolahan Ingot & Pengirisan Wafer

Ingot silikon karbida yang sudah dewasa diorientasikan oleh instrumen orientasi kristal tunggal sinar-X dan diproses menjadi blanko berdiameter standar melalui perataan permukaan dan penggilingan silinder. Blanko SiC standar yang sudah jadi kemudian diiris menjadi wafer tipis dengan ketebalan tidak lebih dari 1 mm dengan peralatan pengiris multi-kawat.

4. Pemukulan & Pemolesan Wafer

Irisan wafer digiling dengan menggunakan bubur pemukul berlian dengan berbagai ukuran partikel untuk mencapai kerataan dan kekasaran yang diperlukan, gabungan proses pemolesan mekanis dan pemolesan mekanis kimia diterapkan untuk mendapatkan permukaan wafer SiC yang sangat halus dan bebas kerusakan.

5. Inspeksi Wafer

Berbagai parameter wafer SiC diuji oleh instrumen profesional, termasuk mikroskop optik, difraktometer sinar-X, mikroskop gaya atom, penguji resistivitas non-kontak, penguji kerataan permukaan, dan penguji cacat permukaan yang komprehensif. Item yang diuji meliputi kepadatan mikropipa, kualitas kristal, kekasaran permukaan, resistivitas, lengkungan, busur, variasi ketebalan, dan goresan permukaan, berdasarkan kelas kualitas setiap wafer diklasifikasikan.

6. Pembersihan Wafer

Dipoleswafer SiCbiasanya dibersihkan menggunakan bahan pembersih kimia dan air ultra-murni untuk menghilangkan kontaminan permukaan yang tidak diinginkan dan sisa bubur pemoles secara menyeluruh, lalu dikeringkan dalam atmosfer nitrogen dengan kemurnian sangat tinggi dengan pengering putar. Wafer yang telah dibersihkan dan dikeringkan dikemas ke dalam kaset wafer bersih di ruang bersih tingkat semikonduktor, sehingga sepenuhnya memenuhi standar kebersihan hilir.