Yarı iletken teknolojisinin hızla gelişmesiyle birlikte, mükemmel fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip bir yarı iletken malzeme olan silisyum karbür (SiC), yüksek performanslı elektronik cihazlar alanında büyük uygulama potansiyeli göstermiştir. Bununla birlikte, SiC malzemelerinin avantajlarından tam olarak yararlanmak için, yüksek kaliteli silikon karbür alt tabakanın hazırlanması çok önemli bir kısımdır. Bu makale, son SiC alt katmanının yüksek performanslı elektronik cihazların katı gereksinimlerini karşılayabilmesini sağlamak için bir dizi hassas işlem adımı aracılığıyla SiC alt katmanının ince hazırlık sürecini tartışmayı amaçlamaktadır.
1. İlk uygulama: pürüzsüz ve yuvarlak
Tek kristal büyütme işleminden sonra elde edilen SiC kristalleri, yüzey düzgünsüzlüğünü ve büyüme kusurlarını ortadan kaldırmak için ilk olarak pürüzsüzleştirilmelidir. Bu adım sonraki işlemler için iyi bir temel sağlar.
Daha sonra kristal ankrajın kenarını düzleştirmek için bir yuvarlama işlemi gerçekleştirilir, bu da kesme işlemi için uygun koşullar yaratır ve kesme işlemi sırasında kırılma riskini azaltır.
2. Kesme ve inceltme
Hassas kesme teknolojisi kullanılarak SiC kristalleri birden fazla tabakaya bölünür ve bunlar SiC alt katmanının hammaddesi haline gelir.
Daha sonra kesilmiş tabaka, alt tabakanın kalınlık bütünlüğü sağlanırken istenen spesifikasyona göre inceltilmek üzere öğütülür.
3. Yüzey kalitesinin iyileştirilmesi: mekanik parlatma ve kimyasal mekanik parlatma
Alt tabaka yüzeyinin pürüzsüzlüğünü daha da artırmak ve taşlama sırasında oluşabilecek hasarlı tabakayı ortadan kaldırmak için mekanik parlatma teknolojisi kullanılır.
Kimyasal mekanik parlatma (CMP) işlemi, alt tabaka yüzeyinin düzlüğünü ve temizliğini daha da geliştirir ve kimya ile makinelerin sinerjik etkisiyle daha yüksek yüzey kalitesi elde eder.
4. Temizleme ve test etme
Alt katmanın temizliğini sağlamak amacıyla yüzeydeki kalan parlatma sıvısını ve parçacıkları çıkarmak için cilalanmış SiC alt katmanının iyice temizlenmesi gerekir.
Son olarak SiC alt katmanı, alt katmanın yüksek performanslı elektronik cihazların üretim gereksinimlerini karşıladığından emin olmak için yüzey kalitesi, kalınlık bütünlüğü, kusur yoğunluğu ve diğer temel göstergeler dahil olmak üzere kapsamlı bir şekilde test edilir.
Yukarıdaki hassas işlem adımları dizisi sayesinde SiC substratının ince hazırlık süreci tamamlanabilir. İlk taşlama ve yuvarlamadan kesme ve inceltme, yüzey kalitesinin iyileştirilmesi ve son temizleme ve incelemeye kadar her adım çok önemlidir ve birlikte yüksek kaliteli SiC alt tabaka hazırlama zincirinin tamamını oluşturur. Bu proses adımlarının sıkı bir şekilde uygulanması ve sürekli optimizasyonu, yüksek performanslı yarı iletken cihazların üretimi için sağlam bir temel sağlar ve yüksek performanslı elektronik cihazlar alanında SiC malzemelerinin geniş çapta uygulanmasını ve geliştirilmesini teşvik eder. Gelecekte, teknolojinin sürekli ilerlemesi ve yenilenmesiyle SiC substratının hazırlanma süreci daha mükemmel olacak ve yarı iletken endüstrisinin sürdürülebilir gelişimine yeni bir canlılık kazandırılacak.
