常見問題
碳化硅襯底生產通常有以下幾個步驟:
1)長晶:有物理氣相法(PVT)、化學氣相沉積法(HTCVD)和液態法(LPE)。物理氣相傳輸法是目前技術很成熟的碳化硅單晶生長方法,也是研究、開發和生產大尺寸SIC單晶的主要方法,國內外多家企業已經實現6-8英寸碳化硅單晶的產業化生產,但該方法生產的sic單晶仍然存在相當數量的缺陷,如微管、位錯、寄生、多型等等,導致sic單晶片的價格十分昂貴。鑒于PVT法的一些問題,近幾年液態法生長碳化硅是得到越來越的重視,基本原理是碳(溶質)被溶解在硅和助溶劑組成的高溫溶劑液體中,碳(溶質)因過飽和而在碳化硅籽晶處析出,同時因晶格庫倫場的作用攜帶出硅原子,實現碳化硅晶體的生長。該方法具有生長溫度低,結晶質量高、生長速度快,可以在短時間內生長出尺寸達數厘米級的大尺寸碳化硅單晶,通過嚴格控制反應條件,可以生長出高質量、低缺陷度的晶體,此外,液相生長法還可以制備不同形狀和結構的碳化硅單晶片,如平板、立方體、三棱柱等。
2)切片:生長好的碳化硅單晶棒需要切除頭尾料,然后滾磨成所需的直徑大小,切平邊或者V槽后,再切成襯底片。目前通常用砂漿線切割和金剛石線切割技術。
3)研磨:切片后需要通過研磨來去除切割面的損傷層,以保障襯底片表面的質量,大概去除50um。
4)腐蝕:腐蝕是為了進一步去除切割和研磨造成的損傷層,以便為一下步的拋光工藝做好準備。腐蝕通常有堿腐蝕和酸腐蝕,目前由于環保因素,大多數都采用堿腐蝕。腐蝕的去除量會達到30-40um,表面粗糙度也可以達到微米級。
5)拋光:拋光是襯底片生產的一道重要工藝,拋光是通過CMP(Chemical Mechanical Polished )技術進一步提高硅片的表面質量,使其達到生產芯片的要求,拋光后表面粗糙度通常Ra<5A。
6)清洗包裝:由于集成電路線寬越來越小,因此對提高的顆粒度指標要求也越來越高,清洗包裝也是硅片生產的一道重要工藝,通過超聲清洗能夠洗凈附著在硅片表面>0.3um以上的大部分顆粒,再通過免清洗的卡塞盒真空密封包裝或者沖惰性氣體包裝,從而使硅片表面的潔凈度達到集成電路的要求。
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