SiC वेफर निर्माण प्रक्रिया का संक्षिप्त परिचय

अत्याधुनिक अर्धचालक उद्योग में अपरिहार्य सब्सट्रेट सामग्री के रूप में,सिलिकॉन कार्बाइड वेफर्सउच्च तापमान, उच्च आवृत्ति, उच्च शक्ति और विकिरण प्रतिरोधी एकीकृत इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में व्यापक अनुप्रयोग संभावनाओं का दावा करते हुए, उत्कृष्ट थर्मल और विद्युत गुणों का प्रदर्शन करते हैं।

चूंकि SiC सब्सट्रेट्स की मशीनिंग परिशुद्धता सीधे अंतिम अर्धचालक उपकरणों के प्रदर्शन को प्रभावित करती है, इसलिए अर्धचालक विनिर्माण अनुप्रयोगों के लिए SiC वेफर्स की सतह की गुणवत्ता पर बेहद कठोर आवश्यकताएं लगाई जाती हैं। यह पेपर उच्च गुणवत्ता वाले सिलिकॉन कार्बाइड वेफर्स की विनिर्माण प्रक्रिया का संक्षेप में वर्णन करता है।

1. कच्चे माल की तैयारी

उच्च शुद्धता वाले सिलिकॉन पाउडर और कार्बन पाउडर को एक विशिष्ट अनुपात में मिश्रित करके सिलिकॉन कार्बाइड कणों को संश्लेषित करने के लिए 2000℃ से अधिक तापमान पर प्रतिक्रिया की जाती है। और फिर उच्च गुणवत्ता वाला सिलिकॉन कार्बाइड माइक्रो-पाउडर जो SiC क्रिस्टल विकास के लिए आवश्यकताओं को पूरी तरह से पूरा करता है, क्रशिंग और रासायनिक सफाई जैसी बाद की शोधन प्रक्रियाओं से गुजरता है।

2. क्रिस्टल ग्रोथ

उच्च गुणवत्ता वाले SiC माइक्रो-पाउडर को उच्च तापमान वाली भट्टी के भीतर क्रूसिबल में रखा जाता है और फिर उसके उर्ध्वपातन तापमान तक गर्म किया जाता है, जिसमें यह Si, Si₂C और SiC₂ जैसी गैसों में विघटित हो जाता है। अक्षीय तापमान प्रवणता के प्रभाव के तहत, ये गैसें ऊपरी भट्टी क्षेत्र की ओर ऊपर की ओर बढ़ती हैं और SiC बीज क्रिस्टल के चारों ओर जमा हो जाती हैं, धीरे-धीरे एक बेलनाकार पिंड में विकसित होती हैं।

3. पिंड प्रसंस्करण एवं वेफर स्लाइसिंग

विकसित सिलिकॉन कार्बाइड पिंड को एक एक्स-रे एकल क्रिस्टल अभिविन्यास उपकरण द्वारा उन्मुख किया जाता है और सतह को समतल और बेलनाकार पीसने के माध्यम से मानक-व्यास के रिक्त स्थान में संसाधित किया जाता है। तैयार मानक SiC रिक्त स्थान को मल्टी-वायर स्लाइसिंग उपकरण द्वारा 1 मिमी से अधिक की मोटाई के साथ पतले वेफर्स में काटा जाता है।

4. वेफर लैपिंग और पॉलिशिंग

आवश्यक समतलता और खुरदरापन प्राप्त करने के लिए विभिन्न कण आकारों के डायमंड लैपिंग स्लरी का उपयोग करके कटे हुए वेफर्स को पीसा जाता है, SiC वेफर्स की क्षति-मुक्त अल्ट्रा-चिकनी सतह प्राप्त करने के लिए संयुक्त यांत्रिक पॉलिशिंग और रासायनिक यांत्रिक पॉलिशिंग प्रक्रियाओं को लागू किया जाता है।

5. वेफर निरीक्षण

SiC वेफर्स के विभिन्न मापदंडों का परीक्षण पेशेवर उपकरणों द्वारा किया जाता है, जिनमें ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप, एक्स-रे डिफ्रेक्टोमीटर, परमाणु बल माइक्रोस्कोप, गैर-संपर्क प्रतिरोधकता परीक्षक, सतह समतलता परीक्षक और व्यापक सतह दोष परीक्षक शामिल हैं। परीक्षण की गई वस्तुओं में माइक्रोपाइप घनत्व, क्रिस्टल गुणवत्ता, सतह खुरदरापन, प्रतिरोधकता, ताना, धनुष, मोटाई भिन्नता और सतह खरोंच शामिल हैं, जिसके आधार पर प्रत्येक वेफर की गुणवत्ता ग्रेड को वर्गीकृत किया जाता है।

6. वेफर सफाई

पॉलिशSiC वेफर्सअवांछित सतह के दूषित पदार्थों और अवशिष्ट पॉलिशिंग घोल को पूरी तरह से हटाने के लिए आमतौर पर रासायनिक सफाई एजेंटों और अति-शुद्ध पानी का उपयोग करके साफ किया जाता है और फिर स्पिन ड्रायर के साथ अति-उच्च शुद्धता वाले नाइट्रोजन वातावरण में सुखाया जाता है। साफ और सूखे वेफर्स को सेमीकंडक्टर-ग्रेड क्लीनरूम में साफ वेफर कैसेट में पैक किया जाता है, जिससे वे डाउनस्ट्रीम स्वच्छता मानकों को पूरी तरह से पूरा करते हैं।