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看懂SIC碳化硅襯底研磨加工技術(shù)

文章出處:責任編輯:人氣:-發(fā)表時(shí)間:2024-05-20 10:31【

碳化硅SiC襯底因其脆硬性特性再疊加大尺寸化、超薄化的放大效應,給現有的加工技術(shù)帶來(lái)了巨大的挑戰,被視為典型難加工材料。高效率、高質(zhì)量的碳化硅襯底加工技術(shù)成了當下的研究熱點(diǎn)。

吉致電子專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)制備碳化硅拋光液,碳化硅SiC陶瓷,半導體拋光液,CMP拋光液,提供碳化硅CMP解決方案,真實(shí)碳化硅拋光液廠(chǎng)家。

  碳化硅相較于第一、二代半導體材料具有更優(yōu)良的熱學(xué)、電學(xué)性能,如寬禁帶、高導熱、高溫度穩定 性和低介電常數等,這些優(yōu)勢使得以碳化硅為代表的寬禁帶半導體材料廣泛應用于高溫、高頻、高功率 以及抗輻射等極端工況.作為高性能微電子和光 電子器件制造的襯底基片,碳化硅襯底加工后的表面、亞表面質(zhì)量對器件的使用性能有著(zhù)極為重要的影響。因此,其加工不僅要保證較高的面型精度和亞納米級的粗糙度,還要避免表面及亞表面損傷。

  碳化硅的主要加工過(guò)程分為切割、磨削、研磨、拋光。其中磨削/研磨以及拋光這兩道工序是決定碳化硅襯底最終加工質(zhì)量?jì)?yōu)劣的關(guān)鍵工序。

  以化學(xué)腐蝕為主的反應磨拋技術(shù)的核心是通過(guò)化學(xué)試劑或特種能場(chǎng)對碳化硅的表面進(jìn)行氧化腐蝕,從而形成較軟的變質(zhì)層,再通過(guò)磨粒劃擦將變質(zhì)層去除。這類(lèi)反應磨拋技術(shù)以?huà)伖饧庸橹?,其中又細分為CMP化學(xué)機械拋光 、電化學(xué)機械拋光、等離子體輔助拋光 、紫外光輔助化學(xué)拋光等不 同類(lèi)型的拋光方法。

吉致電子 碳化硅拋光.jpg

CMP化學(xué)機械拋光技術(shù) 

  目前業(yè)內最主流的化學(xué)腐蝕反應拋光技術(shù)是化學(xué)機械拋光技術(shù)(Chemical Mechanical Polishing, CMP),化學(xué)機械拋光技術(shù)是一種在加工過(guò)程中利用 化學(xué)試劑腐蝕和磨粒機械去除復合的方法對襯底材料進(jìn)行超精密加工的反應拋光技術(shù),能夠獲得超光滑甚至無(wú)損傷的襯底表面

  為了提高化學(xué)機械拋光作用,研究人員在兩個(gè)方面進(jìn)行了升級:

 ①材料的去除率,通過(guò)使用較硬的磨料可以有效提高機械作用。

 ②改變拋光液的PH值或者加入氧化劑、催化劑可以提高化學(xué)作用。從碳化硅的化學(xué)機械拋光研究中可以看出,通過(guò)提高加工中的機械作用以及化學(xué)作用都可以提高 加工效率,也取得一定效果。

  化學(xué)機械拋光中最主要的優(yōu)化方向是平衡化學(xué)反應的速率以及機械去除的速率。當化學(xué)反應的速率高于機械去除的速率時(shí)就無(wú)法及時(shí)去除化學(xué)反應生成的軟質(zhì) SiO2層,加工后碳化硅表面會(huì )殘留一定厚度且成分為 SiO2的損傷層;當機械去除的速率高于化學(xué)反應的速率時(shí),碳化硅表面還來(lái)不及形成軟質(zhì) SiO2層就與磨料接觸,導致材料去除率過(guò)低。因此,平衡化學(xué)反應速率和機械去除速率能夠同時(shí)獲得較高的表面質(zhì)量以及材料去除率。

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