የሲሲ ዋፈር ማቀነባበሪያ ቴክኖሎጂ የአሁኑ ሁኔታ እና አዝማሚያዎች

እንደ ሶስተኛ ትውልድ ሴሚኮንዳክተር ንጣፍ ቁሳቁስ፣ሲሊከን ካርቦይድ (ሲሲ)ነጠላ ክሪስታል ከፍተኛ ድግግሞሽ እና ከፍተኛ ኃይል ያላቸውን የኤሌክትሮኒክስ መሳሪያዎችን በማምረት ረገድ ሰፊ የአጠቃቀም ተስፋ አለው። የSiC ማቀነባበሪያ ቴክኖሎጂ ከፍተኛ ጥራት ያላቸውን የንጥረ ነገር ቁሳቁሶችን በማምረት ረገድ ወሳኝ ሚና ይጫወታል። ይህ ጽሑፍ በቻይናም ሆነ በውጭ አገር በSiC ማቀነባበሪያ ቴክኖሎጂዎች ላይ ያለውን የአሁኑን የምርምር ሁኔታ ያስተዋውቃል፣ የመቁረጥ፣ የመፍጨት እና የማጥራት ሂደቶችን ዘዴዎች እንዲሁም የዋፈር ጠፍጣፋነት እና የገጽታ ሸካራነት አዝማሚያዎችን ይተነትናል እና ያወዳድራል። እንዲሁም በSiC ዋፈር ማቀነባበሪያ ውስጥ ያሉትን ተግዳሮቶች ይጠቁማል እና የወደፊት የልማት አቅጣጫዎችን ያብራራል።

ሲሊከን ካርቦይድ (ሲሲ)ዋፈርስ ለሶስተኛ ትውልድ ሴሚኮንዳክተር መሳሪያዎች ወሳኝ የሆኑ መሰረታዊ ቁሳቁሶች ሲሆኑ እንደ ማይክሮኤሌክትሮኒክስ፣ ፓወር ኤሌክትሮኒክስ እና ሴሚኮንዳክተር መብራት ባሉ መስኮች ከፍተኛ ጠቀሜታ እና የገበያ አቅም አላቸው። እጅግ በጣም ከፍተኛ ጥንካሬ እና የኬሚካል መረጋጋት ምክንያትሲሲ ነጠላ ክሪስታሎችባህላዊ የሴሚኮንዳክተር ማቀነባበሪያ ዘዴዎች ለማሽነሪዎቻቸው ሙሉ በሙሉ ተስማሚ አይደሉም። ምንም እንኳን ብዙ ዓለም አቀፍ ኩባንያዎች በቴክኒካዊ አድካሚ የSiC ነጠላ ክሪስታሎች ሂደት ላይ ሰፊ ጥናት ቢያካሂዱም፣ ተዛማጅ ቴክኖሎጂዎች በጥብቅ ሚስጥራዊ ሆነው ይቆያሉ።

በቅርብ ዓመታት ውስጥ ቻይና የSiC ነጠላ ክሪስታል ቁሳቁሶችን እና መሳሪያዎችን በማልማት ረገድ የምታደርገውን ጥረት አጠናክራለች። ሆኖም ግን፣ በአገሪቱ ውስጥ የSiC መሳሪያ ቴክኖሎጂ እድገት በአሁኑ ጊዜ በማቀነባበሪያ ቴክኖሎጂዎች እና በዋፈር ጥራት ላይ ባሉ ገደቦች የተገደበ ነው። ስለዚህ፣ ቻይና የSiC ነጠላ ክሪስታል ንጣፎችን ጥራት ለማሻሻል እና ተግባራዊ አተገባበራቸውን እና የጅምላ ምርታቸውን ለማሳካት የSiC ማቀነባበሪያ አቅሞችን ማሻሻል አስፈላጊ ነው።

ዋናዎቹ የማቀነባበሪያ ደረጃዎች የሚከተሉትን ያካትታሉ፡ መቁረጥ → ሻካራ መፍጨት → ጥሩ መፍጨት → ሻካራ ፖሊሽ (ሜካኒካል ፖሊሽ) → ጥሩ ፖሊሽ (ኬሚካል ሜካኒካል ፖሊሽ፣ ሲኤምፒ) → ምርመራ።

የሲሲ ነጠላ ክሪስታሎች መቁረጥ

በሂደቱ ውስጥሲሲ ነጠላ ክሪስታሎችመቁረጥ የመጀመሪያው እና በጣም ወሳኝ እርምጃ ነው። ከመቁረጥ ሂደቱ የሚመነጨው የዋፈር ቀስት፣ ዋርፕ እና አጠቃላይ የውፍረት ልዩነት (TTV) የቀጣይ መፍጨት እና የማጥራት ስራዎችን ጥራት እና ውጤታማነት ይወስናሉ።

የመቁረጫ መሳሪያዎች በቅርጽ ወደ አልማዝ ውስጣዊ ዲያሜትር (ID) መጋዞች፣ የውጪ ዲያሜትር (OD) መጋዞች፣ የባንድ መጋዞች እና የሽቦ መጋዞች ሊመደቡ ይችላሉ። የሽቦ መጋዞች በተራው ደግሞ በእንቅስቃሴ አይነታቸው ወደ እርስ በርስ የሚደጋገፉ እና የሚዞሩ የሽቦ ስርዓቶች ሊመደቡ ይችላሉ። በጠርሙሱ የመቁረጫ ዘዴ ላይ በመመስረት የሽቦ መጋዝ የመቁረጥ ዘዴዎች በሁለት ዓይነቶች ሊከፈሉ ይችላሉ፡ ነፃ የማጥፊያ ሽቦ መጋዝ እና ቋሚ የማጥፊያ አልማዝ ሽቦ መጋዝ።

1.1 ባህላዊ የመቁረጥ ዘዴዎች

የውጪው ዲያሜትር (OD) መጋዞች የመቁረጥ ጥልቀት በቢላዋ ዲያሜትር የተገደበ ነው። በመቁረጫ ሂደት ውስጥ፣ ምላጩ ለንዝረት እና ለመዛባት የተጋለጠ ሲሆን ይህም ከፍተኛ የድምፅ መጠን እና ደካማ ጥንካሬን ያስከትላል። የውስጥ ዲያሜትር (ID) መጋዞች እንደ መቁረጫ ጠርዝ በቢላዋ ውስጠኛ ዙሪያ ላይ የአልማዝ ማጽጃዎችን ይጠቀማሉ። እነዚህ ምላጮች እስከ 0.2 ሚሜ ቀጭን ሊሆኑ ይችላሉ። በመቁረጥ ጊዜ፣ የመቁረጫ ምላጩ በከፍተኛ ፍጥነት ይሽከረከራል፣ የሚቆረጠው ቁሳቁስ ደግሞ ከቢላዋ መሃል ጋር ሲነጻጸር በራዲያል ይንቀሳቀሳል፣ በዚህ አንጻራዊ እንቅስቃሴ ውስጥ መቆራረጥን ያገኛል።

የአልማዝ ባንድ መጋዞች ተደጋጋሚ ማቆሚያዎች እና መገልበጥ ያስፈልጋቸዋል፣ እና የመቁረጫ ፍጥነቱ በጣም ዝቅተኛ ነው - በተለምዶ ከ2 ሜትር/ሰከንድ አይበልጥም። እንዲሁም ከፍተኛ የሜካኒካል ብልሽት እና ከፍተኛ የጥገና ወጪዎች ይደርስባቸዋል። በመጋዝ ምላጭ ስፋት ምክንያት የመቁረጫ ራዲየስ በጣም ትንሽ ሊሆን አይችልም፣ እና ባለብዙ ክፍል መቁረጥ አይቻልም። እነዚህ ባህላዊ የመቁረጫ መሳሪያዎች በመሠረቱ ጥንካሬ የተገደቡ ናቸው እና የተጠማዘዙ መቁረጫዎችን ማድረግ አይችሉም ወይም የተገደበ የመዞሪያ ራዲየስ አላቸው። ቀጥ ያሉ መቁረጫዎችን ብቻ ነው የሚችሉት፣ ሰፊ ክርፎችን ማምረት፣ ዝቅተኛ የምርት መጠን አላቸው፣ እና ስለዚህ ለመቁረጥ ተስማሚ አይደሉም።የሲሲ ክሪስታሎች.

1.2 ነፃ የአብራሲቭ ሽቦ መጋዝ ባለብዙ ሽቦ መቁረጥ

ነፃ የሆነው የአጥፊ ሽቦ መጋዝ የመቁረጥ ዘዴ የሽቦውን ፈጣን እንቅስቃሴ በመጠቀም ዝቃጭ ወደ ከርፍ ተሸክሞ ቁሳቁሱን ለማስወገድ ያስችላል። በዋናነት የተገላቢጦሽ መዋቅርን ይጠቀማል እና በአሁኑ ጊዜ ነጠላ-ክሪስታል ሲሊከንን ውጤታማ ባለብዙ-ዋፈር መቁረጥን ለማድረግ የበሰለ እና በስፋት ጥቅም ላይ የዋለ ዘዴ ነው። ሆኖም፣ በሲሲ መቁረጥ ውስጥ ያለው አተገባበር ብዙም አልተጠናም።

ነፃ የማጥፊያ ሽቦ መጋዞች ከ300 μm በታች ውፍረት ያላቸውን ዋፈርዎችን ማቀነባበር ይችላሉ። ዝቅተኛ የከርፍ ብክነት ይሰጣሉ፣ እምብዛም መቆራረጥ አያስከትሉም፣ እና በአንጻራዊነት ጥሩ የገጽታ ጥራት ያስገኛሉ። ሆኖም፣ በቁሳቁስ ማስወገጃ ዘዴ ምክንያት - በአጥፊዎች መጠቅለል እና ገብ ላይ በመመስረት - የዋፈር ወለል ከፍተኛ የተረፈ ውጥረት፣ ማይክሮክራክቶች እና ጥልቅ የጉዳት ንብርብሮች ያጋጥመዋል። ይህ ወደ ዋፈር መወዛወዝ ይመራል፣ የገጽታውን ትክክለኛነት ለመቆጣጠር አስቸጋሪ ያደርገዋል፣ እና በቀጣይ የማቀነባበሪያ ደረጃዎች ላይ ጭነቱን ይጨምራል።

የመቁረጫው አፈፃፀም በጭቃው ከፍተኛ ተጽዕኖ ያሳድራል፤ የጭቃውን ሹልነት እና የጭቃውን ክምችት መጠበቅ አስፈላጊ ነው። የጭቃው አያያዝ እና እንደገና ጥቅም ላይ ማዋል ውድ ናቸው። ትላልቅ መጠን ያላቸውን እንጨቶች በሚቆርጡበት ጊዜ ሻካራዎች ጥልቅ እና ረጅም ክርፎችን ዘልቀው ለመግባት ይቸገራሉ። በተመሳሳይ የሻካራ እህል መጠን ስር የጭቃው ኪሳራ ከቋሚ-ሻካራ የሽቦ መጋዞች የበለጠ ነው።

1.3 የተስተካከለ የአብራሲቭ ዳይመንድ ሽቦ መጋዝ ባለብዙ ሽቦ መቁረጥ

የተስተካከሉ የአሸባሪ አልማዝ ሽቦ መጋዞች በተለምዶ የሚሠሩት የአልማዝ ቅንጣቶችን በብረት ሽቦ ንጣፍ ላይ በኤሌክትሮፕላቲንግ፣ በሲንቴሪንግ ወይም በሬዚን ትስስር ዘዴዎች በመክተት ነው። በኤሌክትሮፕላይድ የአልማዝ ሽቦ መጋዞች እንደ ጠባብ ክርፎች፣ የተሻለ የመቁረጫ ጥራት፣ ከፍተኛ ቅልጥፍና፣ ዝቅተኛ ብክለት እና ከፍተኛ ጥንካሬ ያላቸውን ቁሳቁሶች የመቁረጥ ችሎታ ያሉ ጥቅሞችን ይሰጣሉ።

የተገላቢጦሽ ኤሌክትሮፕላይድ የአልማዝ ሽቦ መጋዝ በአሁኑ ጊዜ SiCን ለመቁረጥ በስፋት ጥቅም ላይ የዋለው ዘዴ ነው። ምስል 1 (እዚህ ላይ አይታይም) በዚህ ዘዴ በመጠቀም የተቆረጡ የSiC ዋፈርዎች የገጽታ ጠፍጣፋነትን ያሳያል። መቆራረጡ እየገፋ ሲሄድ የዋፈር ዋየርፔጅ ይጨምራል። ይህ የሆነበት ምክንያት ሽቦው ወደ ታች ሲንቀሳቀስ በሽቦው እና በቁሳቁሱ መካከል ያለው የመገናኛ ቦታ ስለሚጨምር የመቋቋም እና የሽቦ ንዝረት ስለሚጨምር ነው። ሽቦው የዋፈር ከፍተኛውን ዲያሜትር ሲደርስ ንዝረቱ ከፍተኛ ደረጃ ላይ ስለሚደርስ ከፍተኛውን ዋየርፔጅ ያስከትላል።

በኋለኞቹ የመቁረጥ ደረጃዎች፣ ሽቦው በፍጥነት በማደግ፣ የተረጋጋ ፍጥነት በመንቀሳቀስ፣ ፍጥነት በማዘግየት፣ በማቆም እና በመገልበጥ ምክንያት፣ እንዲሁም ፍርስራሹን ከማቀዝቀዣው ጋር በማስወገድ ረገድ ከሚቸገሩ ችግሮች ጋር፣ የዋፈር ወለል ጥራት እየተባባሰ ይሄዳል። የሽቦ መቀልበስ እና የፍጥነት መለዋወጥ፣ እንዲሁም በሽቦው ላይ ያሉ ትላልቅ የአልማዝ ቅንጣቶች የገጽታ ጭረቶች ዋና መንስኤዎች ናቸው።

1.4 የቀዝቃዛ መለያየት ቴክኖሎጂ

የሲሲ ነጠላ ክሪስታሎች ቀዝቃዛ መለያየት በሶስተኛ ትውልድ ሴሚኮንዳክተር ቁሳቁስ ማቀነባበሪያ መስክ ውስጥ አዲስ ሂደት ነው። በቅርብ ዓመታት ውስጥ ምርትን በማሻሻል እና የቁሳቁስ ብክነትን በመቀነስ ረገድ ባለው ጉልህ ጥቅሞች ምክንያት ከፍተኛ ትኩረትን ስቧል። ቴክኖሎጂው ከሶስት ገጽታዎች ሊተነተን ይችላል፡ የስራ መርህ፣ የሂደት ፍሰት እና ዋና ጥቅሞች።

የክሪስታል አቅጣጫዊ መወሰኛ እና የውጪ ዲያሜትር መፍጨት፡- ከማቀነባበሪያው በፊት የSiC ኢንጎት ክሪስታል አቅጣጫ መወሰን አለበት። ከዚያም ኢንጎት በውጫዊ ዲያሜትር መፍጨት በኩል ወደ ሲሊንደራዊ መዋቅር (በተለምዶ SiC puck ተብሎ ይጠራል) ይቀየራል። ይህ ደረጃ ለቀጣይ አቅጣጫዊ መቁረጥ እና መቁረጥ መሠረት ይጥላል።

ባለብዙ ሽቦ መቁረጥ፡- ይህ ዘዴ ሲሊንደራዊውን ኢንጎት ለመቁረጥ ከቆርቆሮ ሽቦዎች ጋር ተጣምረው ሻካራ ቅንጣቶችን ይጠቀማል። ሆኖም ግን፣ ከፍተኛ የሆነ የከርፍ መጥፋት እና የወለል አለመመጣጠን ችግሮች ያጋጥሙታል።

የሌዘር መቁረጫ ቴክኖሎጂ፡- ሌዘር በክሪስታል ውስጥ የተስተካከለ ንብርብር ለመፍጠር የሚያገለግል ሲሆን ቀጭን ቁርጥራጮች ሊለዩበት ይችላሉ። ይህ አካሄድ የቁሳቁስ ብክነትን ይቀንሳል እና የሂደት ቅልጥፍናን ያሻሽላል፣ ይህም ለ SiC ዋፈር መቁረጫ አዲስ ተስፋ ሰጪ አቅጣጫ ያደርገዋል።

የመቁረጥ ሂደት ማመቻቸት

የተስተካከለ የብዙ ሽቦ መቁረጥ፡ ይህ በአሁኑ ጊዜ ለ SiC ከፍተኛ ጥንካሬ ባህሪያት ተስማሚ የሆነ ዋና ቴክኖሎጂ ነው።

የኤሌክትሪክ ማፍሰሻ ማሽን (ኢዲኤም) እና የቀዝቃዛ መለያየት ቴክኖሎጂ፡- እነዚህ ዘዴዎች ለተወሰኑ መስፈርቶች የተዘጋጁ የተለያዩ መፍትሄዎችን ይሰጣሉ።

የማጥራት ሂደት፡- የቁሳቁስ ማስወገጃ ፍጥነትን እና የገጽታ ጉዳትን ማመጣጠን አስፈላጊ ነው። የኬሚካል ሜካኒካል ማጥራት (CMP) የወለል ወጥነትን ለማሻሻል ጥቅም ላይ ይውላል።

የእውነተኛ ጊዜ ክትትል፡- የገጽታ ሸካራነትን በእውነተኛ ጊዜ ለመከታተል የመስመር ላይ የፍተሻ ቴክኖሎጂዎች ተዋውቀዋል።

የሌዘር መቆራረጥ፡- ይህ ዘዴ የከርፍ ብክነትን ይቀንሳል እና የማቀነባበሪያ ዑደቶችን ያሳጥራል፣ ምንም እንኳን የሙቀት መጠኑ አሁንም ፈታኝ ቢሆንም።

የተደባለቀ የሂደት ቴክኖሎጂዎች፡- ሜካኒካል እና ኬሚካላዊ ዘዴዎችን ማጣመር የሂደት ቅልጥፍናን ያሻሽላል።

ይህ ቴክኖሎጂ አስቀድሞ የኢንዱስትሪ አተገባበርን አስመዝግቧል። ለምሳሌ ኢንፊኔዮን ሲልቴክራን አግኝቷል እና አሁን የ8 ኢንች ዋፈር ምርትን የሚደግፉ ዋና የፈጠራ ባለቤትነቶችን ይዟል። በቻይና እንደ ዴሎንግ ሌዘር ያሉ ኩባንያዎች ለ6 ኢንች ዋፈር ማቀነባበሪያ በአንድ ኢንጎት 30 ዋፈር የውጤት ቅልጥፍና አግኝተዋል፣ ይህም ከባህላዊ ዘዴዎች በ40% መሻሻልን ያሳያል።

የሀገር ውስጥ መሳሪያዎች ማምረቻ እየተፋጠነ ሲሄድ፣ ይህ ቴክኖሎጂ ለሲሲ ንጣፎች ማቀነባበሪያ ዋና መፍትሄ እንደሚሆን ይጠበቃል። የሴሚኮንዳክተር ቁሳቁሶች ዲያሜትር እየጨመረ በመምጣቱ፣ ባህላዊ የመቁረጫ ዘዴዎች ጊዜ ያለፈባቸው ሆነዋል። ከአሁኑ አማራጮች መካከል፣ የአልማዝ ሽቦ መጋዝ ቴክኖሎጂ በጣም ተስፋ ሰጪ የትግበራ ተስፋዎችን ያሳያል። የሌዘር መቁረጥ፣ እንደ አዲስ ቴክኒክ፣ ጉልህ ጥቅሞችን ይሰጣል እና ለወደፊቱ ዋናው የመቁረጫ ዘዴ እንደሚሆን ይጠበቃል።

2,ሲሲ ነጠላ ክሪስታል መፍጨት

የሶስተኛ ትውልድ ሴሚኮንዳክተሮች ተወካይ እንደመሆኑ መጠን፣ ሲሊከን ካርቦይድ (SiC) ሰፊው ባንድ ክፍተት፣ ከፍተኛ የመበላሸት የኤሌክትሪክ መስክ፣ ከፍተኛ የሙሌት ኤሌክትሮን መንሸራተት ፍጥነት እና እጅግ በጣም ጥሩ የሙቀት አማቂነት ምክንያት ጉልህ ጥቅሞችን ይሰጣል። እነዚህ ባህሪያት SiCን በከፍተኛ ቮልቴጅ አፕሊኬሽኖች (ለምሳሌ፣ 1200V አካባቢዎች) ላይ በተለይ ጠቃሚ ያደርጉታል። ለSiC ንጣፎች የማቀነባበሪያ ቴክኖሎጂ የመሳሪያ ማምረቻ መሰረታዊ አካል ነው። የንጣፉ ወለል ጥራት እና ትክክለኛነት በቀጥታ የኤፒታክሲያል ንብርብር ጥራት እና የመጨረሻውን መሳሪያ አፈፃፀም ይነካል።

የመፍጨት ሂደቱ ዋና ዓላማ በመቁረጥ ወቅት የሚከሰቱ የወለል መጋዝ ምልክቶችን እና የጉዳት ንብርብሮችን ማስወገድ እና በመቁረጥ ሂደት ምክንያት የሚፈጠረውን መበላሸት ማስተካከል ነው። የሲሲ እጅግ በጣም ከፍተኛ ጥንካሬ ከግምት ውስጥ በማስገባት መፍጨት እንደ ቦሮን ካርቦይድ ወይም አልማዝ ያሉ ጠንካራ ማጽጃዎችን መጠቀምን ይጠይቃል። የተለመደው መፍጨት በተለምዶ ወደ ሻካራ መፍጨት እና በጥሩ መፍጨት ይከፈላል።

2.1 ሻካራ እና ጥሩ መፍጨት

መፍጨት እንደ ረቂቅ ቅንጣቶች መጠን ሊመደብ ይችላል-

ሻካራ መፍጨት፡- በመቁረጥ ወቅት የተፈጠሩ የመጋዝ ምልክቶችን እና የተበላሹ ንብርብሮችን ለማስወገድ በዋናነት ትላልቅ ማጽጃዎችን ይጠቀማል፣ ይህም የማቀነባበሪያ ቅልጥፍናን ያሻሽላል።

ጥቃቅን መፍጨት፡- በሻካራ መፍጨት የተረፈውን የጉዳት ንብርብር ለማስወገድ፣ የገጽታ ሸካራነትን ለመቀነስ እና የገጽታ ጥራትን ለማሻሻል ቀጭን ማጽጃዎችን ይጠቀማል።

ብዙ የሀገር ውስጥ የሲሲ ንጣፎች አምራቾች ሰፋፊ የምርት ሂደቶችን ይጠቀማሉ። የተለመደው ዘዴ ባለ ሁለት ጎን መፍጨትን ያካትታል። በብረት ሳህን እና ሞኖክሪስታሊን የአልማዝ ንጣፎችን በመጠቀም። ይህ ሂደት በሽቦ መቆራረጥ የተተወውን የጉዳት ንብርብር በብቃት ያስወግዳል፣ የዋፈር ቅርፅን ያስተካክላል፣ እና TTV (ጠቅላላ ውፍረት ልዩነት)፣ ቦው እና ዋርፕን ይቀንሳል። የቁሳቁስ ማስወገጃ መጠኑ የተረጋጋ ሲሆን በተለምዶ ከ0.8–1.2 μm/ደቂቃ ይደርሳል። ሆኖም፣ የተገኘው የዋፈር ወለል በአንጻራዊ ሁኔታ ከፍተኛ ሸካራነት ያለው ማት ሲሆን - በተለምዶ 50 nm አካባቢ - ይህም ለቀጣይ የማጥራት ደረጃዎች ከፍተኛ ፍላጎቶችን ያስገድዳል።

2.2 ባለ አንድ ጎን መፍጨት

በአንድ በኩል የሚፈጨው መፍጨት በአንድ ጊዜ የዋፈሩን አንድ ጎን ብቻ ያከናውናል። በዚህ ሂደት ውስጥ፣ ዋፈሩ በሰም በብረት ሳህን ላይ ይጫናል። በሚተገበር ግፊት፣ ንጣፉ ትንሽ መበላሸት ያጋጥመዋል፣ እና የላይኛው ገጽ ጠፍጣፋ ይሆናል። ከተፈጨ በኋላ፣ የታችኛው ገጽ እኩል ይሆናል። ግፊቱ ሲወገድ፣ የላይኛው ገጽ ወደ መጀመሪያው ቅርፁ ይመለሳል፣ ይህም ቀድሞውኑ መሬት ላይ ያለውን የታችኛውን ገጽ ይጎዳል - ሁለቱም ጎኖች እንዲወዛወዙ እና ጠፍጣፋ እንዲሆኑ ያደርጋል።

ከዚህም በላይ የመፍጨት ሳህኑ በአጭር ጊዜ ውስጥ ሾጣጣ ሊሆን ስለሚችል ዋፈር ሾጣጣ እንዲሆን ያደርጋል። የሳህኑን ጠፍጣፋነት ለመጠበቅ ተደጋጋሚ መልበስ ያስፈልጋል። በዝቅተኛ ቅልጥፍና እና ደካማ የዋፈር ጠፍጣፋነት ምክንያት፣ ነጠላ ጎን መፍጨት ለጅምላ ምርት ተስማሚ አይደለም።

በተለምዶ #8000 የመፍጨት ጎማዎች ለጥሩ መፍጨት ያገለግላሉ። በጃፓን ይህ ሂደት በአንጻራዊ ሁኔታ የበሰለ እና #30000 የማጥራት ጎማዎችን እንኳን ይጠቀማል። ይህም የተቀነባበሩት ዋፈርዎች የገጽታ ሸካራነት ከ2 nm በታች እንዲደርስ ያስችላል፣ ይህም ዋፈርዎቹ ያለ ተጨማሪ ሂደት ለመጨረሻው CMP (ኬሚካል ሜካኒካል ማጥራት) ዝግጁ እንዲሆኑ ያደርጋቸዋል።

2.3 የአንድ ጎን ቀጭን ቴክኖሎጂ

የአልማዝ ነጠላ ጎን ቀጭን ቴክኖሎጂ አዲስ የነጠላ ጎን መፍጨት ዘዴ ነው። በስእል 5 ላይ እንደሚታየው (እዚህ ላይ አይታይም)፣ ሂደቱ በአልማዝ የተያያዘ የመፍጨት ሳህን ይጠቀማል። ዋፈር በቫክዩም መምጠጥ በኩል ይስተካከላል፣ ዋፈርም ሆነ የአልማዝ መፍጨት ጎማ በተመሳሳይ ጊዜ ይሽከረከራሉ። የመፍጨት መንኮራኩሩ ቀስ በቀስ ወደ ታች ይንቀሳቀሳል፣ ዋፈሩን ወደ ኢላማው ውፍረት ለማቅለል። አንደኛው ጎን ከተጠናቀቀ በኋላ፣ ዋፈሩ ሌላኛውን ጎን ለማስኬድ ይገለበጣል።

ከቀጭን በኋላ፣ 100 ሚሜ ዋፈር የሚከተሉትን ማድረግ ይችላል፦

ቦው < 5 μm

ቲቲቪ < 2 μm

የወለል ሸካራነት < 1 nm

ይህ ባለ አንድ ዋፈር ማቀነባበሪያ ዘዴ ከፍተኛ መረጋጋት፣ እጅግ በጣም ጥሩ ወጥነት እና ከፍተኛ የቁሳቁስ ማስወገጃ ፍጥነት ይሰጣል። ከተለመደው ባለ ሁለት ጎን መፍጨት ጋር ሲነጻጸር ይህ ዘዴ የመፍጨት ቅልጥፍናን ከ50% በላይ ያሻሽላል።

2.4 ባለ ሁለት ጎን መፍጨት

ባለ ሁለት ጎን መፍጨት የላይኛው እና የታችኛውን የመፍጫ ሳህን በአንድ ጊዜ በመጠቀም የንጣፉን ሁለቱንም ጎኖች በአንድ ጊዜ መፍጨትን ይጠቀማል፣ ይህም በሁለቱም በኩል እጅግ በጣም ጥሩ የገጽታ ጥራት ያረጋግጣል።

በሂደቱ ወቅት፣ የመፍጨት ሳህኖቹ መጀመሪያ በስራ ቦታው ከፍተኛ ቦታዎች ላይ ጫና ይፈጥራሉ፣ ይህም በእነዚያ ቦታዎች ላይ መበላሸት እና ቀስ በቀስ የቁሳቁስ መወገድን ያስከትላል። ከፍተኛ ቦታዎች ሲስተካከሉ፣ በንጣፉ ላይ ያለው ግፊት ቀስ በቀስ የበለጠ ወጥ ይሆናል፣ ይህም በመላው ወለል ላይ ወጥ የሆነ መበላሸት ያስከትላል። ይህም የላይኛው እና የታችኛው ገጽታዎች በእኩል እንዲፈጩ ያስችላቸዋል። መፍጨት ከተጠናቀቀ እና ግፊቱ ከተለቀቀ በኋላ፣ የንጣፉ እያንዳንዱ ክፍል በደረሰበት ተመሳሳይ ግፊት ምክንያት በእኩል መጠን ይመለሳል። ይህም አነስተኛ መወዛወዝ እና ጥሩ ጠፍጣፋነት ያስከትላል።

ከተፈጨ በኋላ የዋፈር የገጽታ ሸካራነት በሻካራ ቅንጣት መጠን ላይ የተመሰረተ ነው - ትናንሽ ቅንጣቶች ለስላሳ ቦታዎችን ይሰጣሉ። ባለ ሁለት ጎን መፍጨትን ለማድረግ 5 μm ሻካራዎችን ሲጠቀሙ፣ የዋፈር ጠፍጣፋነት እና የውፍረት ልዩነት በ5 μm ውስጥ ቁጥጥር ሊደረግበት ይችላል። የአቶሚክ ኃይል ማይክሮስኮፒ (AFM) መለኪያዎች 100 nm ያህል የገጽታ ሸካራነት (Rq) ያሳያሉ፣ እስከ 380 nm ጥልቀት ያላቸው የመፍጨት ጉድጓዶች እና በሻካራ ተግባር ምክንያት የሚታዩ መስመራዊ ምልክቶች ይታያሉ።

የበለጠ የላቀ ዘዴ ከፖሊክሪስታሊን አልማዝ ስሉሪ ጋር በማጣመር የፖሊዩረቴን ፎም ፓዶችን በመጠቀም ባለ ሁለት ጎን መፍጨትን ያካትታል። ይህ ሂደት በጣም ዝቅተኛ የወለል ሻካራነት ያላቸው ዋፈርዎችን ያመነጫል፣ ይህም Ra < 3 nm ይደርሳል፣ ይህም ለቀጣይ የሲሲ ንጣፎች ማጥራት በጣም ጠቃሚ ነው።

ይሁን እንጂ፣ የገጽታ መቧጨር አሁንም ያልተፈታ ጉዳይ ነው። በተጨማሪም፣ በዚህ ሂደት ውስጥ ጥቅም ላይ የዋለው ፖሊክሪስታሊን አልማዝ የሚመረተው በፈንጂ ውህደት ሲሆን ይህም በቴክኒክ ፈታኝ፣ አነስተኛ መጠን ያለው ምርት እና እጅግ በጣም ውድ ነው።

የሲሲ ነጠላ ክሪስታሎች ማጥራት

በሲሊኮን ካርቦይድ (SiC) ዋፈርስ ላይ ከፍተኛ ጥራት ያለው የተወለወለ ወለል ለማግኘት፣ ማጥራት የመፍጨት ጉድጓዶችን እና የናኖሜትር ልኬት ወለል ንጣፎችን ሙሉ በሙሉ ማስወገድ አለበት። ግቡ ምንም ብክለት ወይም መበላሸት፣ የከርሰ ምድር ጉዳት እና የቀረው የገጽታ ውጥረት የሌለበት ለስላሳ፣ ጉድለት የሌለበት ወለል መፍጠር ነው።

3.1 የSiC Wafers ሜካኒካል ፖሊሽንግ እና CMP

የሲሲ ነጠላ ክሪስታል ኢንጎት እድገት ከተደረገ በኋላ የገጽታ ጉድለቶች ለኤፒታክሲያል እድገት በቀጥታ ጥቅም ላይ እንዳይውሉ ይከላከላሉ። ስለዚህ ተጨማሪ ሂደት ያስፈልጋል። ኢንጎት መጀመሪያ ክብ ቅርጽ ያለው ሲሆን ወደ መደበኛ ሲሊንደራዊ ቅርጽ ይቀየራል፣ ከዚያም በሽቦ መቁረጥ ወደ ዋፈር ይከተላል፣ ከዚያም የክሪስታል አቅጣጫ ማረጋገጫ ይከተላል። ማጽዳት የዋፈር ጥራትን ለማሻሻል፣ በክሪስታል እድገት ጉድለቶች እና ቀደም ሲል በሚደረጉ የማቀነባበሪያ ደረጃዎች ምክንያት ሊከሰቱ የሚችሉ የወለል ጉዳቶችን ለመፍታት ወሳኝ እርምጃ ነው።

በ SiC ላይ የወለል ጉዳት ንብርብሮችን ለማስወገድ አራት ዋና ዋና ዘዴዎች አሉ-

ሜካኒካል ፖሊሽ፡ ቀላል ግን ጭረቶችን ያስወግዳል፤ ለመጀመሪያ ጊዜ ፖሊሽ ተስማሚ።

ኬሚካል ሜካኒካል ፖሊሽንግ (ሲኤምፒ)፡- በኬሚካል መቅረጽ ጭረቶችን ያስወግዳል፤ ለትክክለኛነት ፖሊሽ ተስማሚ።

የሃይድሮጂን ቅርፊት፡- ውስብስብ መሳሪያዎችን ይፈልጋል፣ ይህም በHTCVD ሂደቶች ውስጥ በብዛት ጥቅም ላይ ይውላል።

በፕላዝማ የታገዘ የማጥራት ዘዴ፡ ውስብስብ እና አልፎ አልፎ ጥቅም ላይ የሚውል።

በሜካኒካል ብቻ የሚሠራ ማጥራት ጭረቶችን ያስከትላል፣ በኬሚካል ብቻ የሚሠራ ማጥራት ደግሞ ያልተመጣጠነ ቅርፊት ሊያስከትል ይችላል። ሲኤምፒ ሁለቱንም ጥቅሞች ያጣምራል እና ቀልጣፋ እና ወጪ ቆጣቢ መፍትሄ ይሰጣል።

የሲኤምፒ የሥራ መርህ

ሲኤምፒ የሚሠራው ዋፈርን በተስተካከለ ግፊት ስር በሚሽከረከር የፖሊሽ ፓድ ላይ በማዞር ነው። ይህ አንጻራዊ እንቅስቃሴ፣ በዝቃጭ ውስጥ ከሚገኙት ናኖ-መጠን ያላቸው ጠራቢዎች ሜካኒካል መሸርሸር እና ከሪአክቲቭ ወኪሎች ኬሚካላዊ እርምጃ ጋር ተዳምሮ የገጽታ ፕላናሪዜሽንን ያስገኛል።

ጥቅም ላይ የዋሉ ቁልፍ ቁሳቁሶች:

የማጥራት ድቅል፡- ሻካራዎችን እና የኬሚካል ፈሳሾችን ይዟል።

የጽዳት ፓድ፡- ጥቅም ላይ በሚውልበት ጊዜ ይበላሻል፣ ይህም የቀዳዳውን መጠን ይቀንሳል እና የጭቃቂውን የማድረስ ውጤታማነት ይቀንሳል። ሸካራነትን ለመመለስ በተለምዶ የአልማዝ መደርደሪያ በመጠቀም መደበኛ አለባበስ ያስፈልጋል።

የተለመደው የሲኤምፒ ሂደት

ሻካራ፡ 0.5 μm የአልማዝ ልጣጭ

የታለመው የወለል ሸካራነት፡ ~0.7 nm

የኬሚካል ሜካኒካል ፖሊሽንግ፡

የማጥራት መሳሪያዎች፡ AP-810 ባለ አንድ ጎን ማጽጃ

ግፊት፡ 200 ግ/ሴሜ²

የሰሌዳ ፍጥነት፡ 50 በደቂቃ

የሴራሚክ መያዣ ፍጥነት፡ 38 ሩብ

የስላሪ ቅንብር፡

SiO₂ (30 wt%፣ pH = 10.15)

0–70 wt% H₂O₂ (30 wt%፣ የሪአጀንት ደረጃ)

5 wt% KOH እና 1 wt% HNO₃ በመጠቀም pH ን ወደ 8.5 ያስተካክሉ

የዝልግልግ ፍሰት መጠን፡ 3 ሊትር/ደቂቃ፣ እንደገና ተሰራጭቷል

ይህ ሂደት የሲሲ ዋፈር ጥራትን በብቃት ያሻሽላል እና ለተፋሰሱ ሂደቶች የሚያስፈልጉትን መስፈርቶች ያሟላል።

በሜካኒካል ፖሊሽንግ ውስጥ ያሉ ቴክኒካዊ ተግዳሮቶች

ሲሲ (SiC) እንደ ሰፊ ባንድ ክፍተት ሴሚኮንዳክተር፣ በኤሌክትሮኒክስ ኢንዱስትሪ ውስጥ ወሳኝ ሚና ይጫወታል። እጅግ በጣም ጥሩ አካላዊ እና ኬሚካላዊ ባህሪያት ያሉት፣ ሲሲ ነጠላ ክሪስታሎች እንደ ከፍተኛ ሙቀት፣ ከፍተኛ ድግግሞሽ፣ ከፍተኛ ኃይል እና የጨረር መቋቋም ላሉ ከባድ አካባቢዎች ተስማሚ ናቸው። ሆኖም ግን፣ ጠንካራ እና ተሰባሪ ባህሪው ለመፍጨት እና ለማጥራት ዋና ዋና ተግዳሮቶችን ያስከትላል።

በዓለም አቀፍ ደረጃ ግንባር ቀደም አምራቾች ከ6 ኢንች ወደ 8 ኢንች ዋፈር ሲሸጋገሩ፣ በማቀነባበር ወቅት እንደ ስንጥቅ እና የዋፈር ጉዳት ያሉ ችግሮች ይበልጥ ጎልተው እየታዩ መጥተዋል፣ ይህም ምርትን በእጅጉ ነክቷል። የ8 ኢንች SiC ንጣፎችን ቴክኒካዊ ተግዳሮቶች መፍታት አሁን ለኢንዱስትሪው እድገት ቁልፍ መለኪያ ነው።

በ8 ኢንች ዘመን፣ የሲሲ ዋፈር ማቀነባበሪያ በርካታ ተግዳሮቶች ያጋጥሙታል፡

የቺፕ ውፅዓትን በአንድ ባች ለመጨመር፣ የጠርዝ ብክነትን ለመቀነስ እና የምርት ወጪዎችን ለመቀነስ የዋፈር ስኬሊንግ አስፈላጊ ነው - በተለይም በኤሌክትሪክ ተሽከርካሪዎች አፕሊኬሽኖች ውስጥ እየጨመረ የመጣውን ፍላጎት ከግምት ውስጥ በማስገባት።

የ8 ኢንች ሲሲ ነጠላ ክሪስታሎች እድገት እየጎለበተ ቢመጣም፣ እንደ መፍጨት እና ማጥራት ያሉ የኋላ መጨረሻ ሂደቶች አሁንም ችግሮች ያጋጥሟቸዋል፣ ይህም ዝቅተኛ ምርት ያስገኛል (ከ40-50%)።

ትላልቅ ዋፈሮች የበለጠ ውስብስብ የግፊት ስርጭቶችን ያጋጥማቸዋል፣ ይህም የፖሊሽ ውጥረትን እና የምርት ወጥነትን የመቆጣጠር ችግርን ይጨምራል።

የ8 ኢንች ዋፈር ውፍረት ከ6 ኢንች ዋፈር ውፍረት ጋር የሚጠጋ ቢሆንም፣ በጭንቀት እና በመወዛወዝ ምክንያት በሚያዙበት ጊዜ ለጉዳት የበለጠ ተጋላጭ ናቸው።

ከመቁረጥ ጋር የተያያዘ ውጥረትን፣ የጦርነት መቆራረጥን እና ስንጥቅን ለመቀነስ፣ የሌዘር መቁረጥ ከጊዜ ወደ ጊዜ ጥቅም ላይ እየዋለ ነው። ሆኖም ግን፡

ረጅም የሞገድ ርዝመት ያላቸው ሌዘሮች የሙቀት ጉዳት ያስከትላሉ።

የአጭር ሞገድ ርዝመት ያላቸው ሌዘሮች ከባድ ፍርስራሾችን ያመነጫሉ እና የጉዳቱን ንብርብር ያጠናክራሉ፣ ይህም የጥራት ውስብስብነትን ይጨምራል።

ለሲሲ የሜካኒካል ፖሊሽ የስራ ፍሰት

አጠቃላይ የሂደቱ ሂደት የሚከተሉትን ያካትታል:

የአቅጣጫ መቁረጥ

ሻካራ መፍጨት

ጥሩ መፍጨት

ሜካኒካል ፖሊሽንግ

የኬሚካል ሜካኒካል ፖሊሽንግ (ሲኤምፒ) እንደ የመጨረሻ ደረጃ

የCMP ዘዴ ምርጫ፣ የሂደት መንገድ ዲዛይን እና የፓራሜትሮች ማመቻቸት ወሳኝ ናቸው። በሴሚኮንዳክተር ማምረቻ ውስጥ፣ CMP እጅግ በጣም ለስላሳ፣ ጉድለት የሌለባቸው እና ጉዳት የሌለባቸው ቦታዎች ያላቸው የSiC ዋፈሮችን ለማምረት የሚወስነው ደረጃ ሲሆን ይህም ለከፍተኛ ጥራት ላለው የኤፒታክሲያል እድገት አስፈላጊ ነው።

(ሀ) የሲሲ ኢንጎትን ከክሩሲብል ውስጥ ማስወገድ፤

(ለ) ውጫዊ ዲያሜትር ያለው መፍጨት በመጠቀም የመጀመሪያ ቅርፅን ያከናውኑ፤

(ሐ) የክሪስታል አቀማመጥን አሰላለፍ ጠፍጣፋ ወይም ኖቶች በመጠቀም መወሰን፤

(መ) ኢንጎቱን በባለብዙ ሽቦ መቁረጫ በመጠቀም ወደ ቀጭን ዋፈርዎች ይቁረጡ፤

(ሠ) በመፍጨትና በማጥራት ደረጃዎች እንደ መስታወት ያለ ወለል ለስላሳነት ማሳካት።

ተከታታይ የማቀነባበሪያ ደረጃዎችን ከጨረሱ በኋላ፣ የSiC ዋፈር ውጫዊ ጠርዝ ብዙውን ጊዜ ስለታም ይሆናል፣ ይህም በአያያዝ ወይም በአጠቃቀም ጊዜ የመቆራረጥ አደጋን ይጨምራል። እንዲህ ዓይነቱን ደካማነት ለማስወገድ የጠርዝ መፍጨት ያስፈልጋል።

ከባህላዊ የመቁረጥ ሂደቶች በተጨማሪ፣ የSiC ዋፈርዎችን ለማዘጋጀት አንድ አዲስ ዘዴ የማያያዝ ቴክኖሎጂን ያካትታል። ይህ አካሄድ ቀጭን የSiC ነጠላ-ክሪስታል ንብርብርን ከተለያዩ ንጣፎች (የሚደግፍ ንጣፎች) ጋር በማያያዝ የዋፈር ምርትን ያስችላል።

ምስል 3 የሂደቱን ሂደት ያሳያል፡

በመጀመሪያ፣ በሃይድሮጂን አዮን ተከላ ወይም ተመሳሳይ ቴክኒኮች አማካኝነት በSiC ነጠላ ክሪስታል ወለል ላይ በተወሰነ ጥልቀት ላይ የዴላሚኔሽን ንብርብር ይፈጠራል። ከዚያም የተቀነባበረው የSiC ነጠላ ክሪስታል ከጠፍጣፋ ደጋፊ ንጣፍ ጋር ይያያዛል እና ለግፊት እና ለሙቀት ይጋለጣል። ይህም የSiC ነጠላ ክሪስታል ንብርብርን ወደ ደጋፊው ንጣፍ በተሳካ ሁኔታ ለማስተላለፍ እና ለመለየት ያስችላል።

የተለያየው የSiC ንብርብር የሚፈለገውን ጠፍጣፋነት ለማሳካት የገጽታ ህክምና ይደረግለታል እና በቀጣይ የማያያዝ ሂደቶች ውስጥ እንደገና ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል። ከባህላዊው የSiC ክሪስታሎች መቆራረጥ ጋር ሲነጻጸር፣ ይህ ዘዴ ውድ የሆኑ ቁሳቁሶችን ፍላጎት ይቀንሳል። ቴክኒካዊ ተግዳሮቶች ቢኖሩም፣ ምርምር እና ልማት ዝቅተኛ ዋጋ ያለው የዋፈር ምርትን ለማስቻል በንቃት እየተሻሻሉ ነው።

ከፍተኛ ጥንካሬ እና የኬሚካል መረጋጋትን ከግምት ውስጥ በማስገባት - ይህም በክፍል ሙቀት ውስጥ ለሚከሰቱ ግብረመልሶች መቋቋምን ስለሚያደርገው - ጥቃቅን የመፍጨት ጉድጓዶችን ለማስወገድ፣ የገጽታ ጉዳትን ለመቀነስ፣ ጭረቶችን፣ የጉድጓድ መቆራረጥን እና የብርቱካን ልጣጭ ጉድለቶችን ለማስወገድ፣ የገጽታ ሸካራነትን ለመቀነስ፣ ጠፍጣፋነትን ለማሻሻል እና የገጽታ ጥራትን ለማሻሻል ሜካኒካል ፖሊሽ ያስፈልጋል።

ከፍተኛ ጥራት ያለው የተወለወለ ወለል ለማግኘት የሚከተሉትን ማድረግ አለብዎት:

የመጥመቂያ ዓይነቶችን ማስተካከል፣

የቅንጣት መጠንን መቀነስ፣

የሂደት መለኪያዎችን ማመቻቸት፣

በቂ ጥንካሬ ያላቸውን የማጥራት ቁሳቁሶችን እና ፓዶችን ይምረጡ።

ምስል 7 እንደሚያሳየው ባለ ሁለት ጎን ፖሊሽ በ1 μm ጠራጊዎች በ10 μm ውስጥ ጠፍጣፋነትን እና የውፍረት ልዩነትን መቆጣጠር እና የገጽታ ሸካራነትን ወደ 0.25 nm አካባቢ መቀነስ ይችላል።

3.2 የኬሚካል ሜካኒካል ፖሊሽንግ (ሲኤምፒ)

ኬሚካል ሜካኒካል ፖሊሽንግ (CMP) እጅግ በጣም ቀጭን የሆነ የቅንጣት መሸርሸርን ከኬሚካል መቅረጽ ጋር በማጣመር በሚሰራው ቁሳቁስ ላይ ለስላሳ እና ጠፍጣፋ ወለል ይፈጥራል። መሰረታዊው መርህ፡

በፖሊሽ ስሉሪ እና በዋፈር ወለል መካከል የኬሚካል ምላሽ ይከሰታል፣ ይህም ለስላሳ ሽፋን ይፈጥራል።

በሻካራ ቅንጣቶች እና ለስላሳው ንብርብር መካከል ያለው ግጭት ቁሳቁሱን ያስወግዳል።

የሲኤምፒ ጥቅሞች፡

ሙሉ በሙሉ ሜካኒካል ወይም ኬሚካል ማጥራት የሚያስከትላቸውን ጉዳቶች ያሸንፋል፣

ዓለም አቀፍ እና አካባቢያዊ ፕላናሪዜሽንን ማሳካት፣

ከፍተኛ ጠፍጣፋ እና ዝቅተኛ ሸካራነት ያላቸውን ቦታዎች ይፈጥራል፣

ምንም አይነት የገጽታ ወይም የከርሰ ምድር ጉዳት አይተውም።

በዝርዝር፡

ዋፈር ከፖሊሽ ፓድ ግፊት አንፃር ይንቀሳቀሳል።

በዝቃጭ ውስጥ ያሉ የናኖሜትር-ስኬል ማጽጃዎች (ለምሳሌ፣ SiO₂) በመቁረጥ፣ የSi-C ኮቫለንት ቦንዶችን በማዳከም እና የቁሳቁስ ማስወገጃን በማሻሻል ይሳተፋሉ።

የCMP ቴክኒኮች ዓይነቶች፡

ነፃ የሆነ የመጥበሻ ልጣጭ፡- የመጥበሻ ጨርቆች (ለምሳሌ፣ SiO₂) በዝቃጭ ውስጥ ይንጠለጠላሉ። የቁሳቁስ ማስወገጃ የሚከናወነው ባለ ሶስት አካል መቧጨር (ዋፈር-ፓድ-መጥበሻ) ነው። ተመሳሳይነትን ለማሻሻል የመጥበሻ መጠን (በተለምዶ ከ60-200 nm)፣ pH እና የሙቀት መጠን በትክክል ቁጥጥር ሊደረግባቸው ይገባል።

የተስተካከለ የአብራሲቭ ፖሊሽንግ፡ አብራሲቭስ መሰባበርን ለመከላከል በማጽጃ ፓዱ ውስጥ ተካትተዋል - ይህም ለከፍተኛ ትክክለኛነት ሂደት ተስማሚ ነው።

ከቆሻሻ በኋላ ማጽዳት;

የተወለወሉ ዋፈሮች ይካሄዳሉ፦

የኬሚካል ጽዳት (የውሃ እና የዝቃጭ ቅሪትን ጨምሮ)፣

የDI ውሃ ማጠብ፣ እና

ትኩስ ናይትሮጅን ማድረቅ

የገጽታ ብክለትን ለመቀነስ።

የገጽታ ጥራት እና አፈጻጸም

የገጽታ ሸካራነት ወደ Ra < 0.3 nm ሊቀንስ ይችላል፣ ይህም የሴሚኮንዳክተር ኤፒታክሲ መስፈርቶችን ያሟላል።

ዓለም አቀፍ ፕላናራይዜሽን፡ የኬሚካል ማለስለሻ እና የሜካኒካል ማስወገጃ ጥምረት ጭረቶችን እና ያልተመጣጠነ ቅርፊትን ይቀንሳል፣ ይህም ንፁህ ሜካኒካል ወይም ኬሚካላዊ ዘዴዎችን በተሻለ ሁኔታ ያሟላል።

ከፍተኛ ብቃት፡- እንደ SiC ላሉ ጠንካራ እና ተሰባሪ ቁሳቁሶች ተስማሚ፣ የቁሳቁስ ማስወገጃ ፍጥነት ከ200 nm/h በላይ ነው።

ሌሎች አዳዲስ የማጥራት ቴክኒኮች

ከሲኤምፒ በተጨማሪ፣ አማራጭ ዘዴዎች ቀርበዋል፣ የሚከተሉትንም ጨምሮ፡

ኤሌክትሮኬሚካል ፖሊሽንግ፣ በካታሊስት የታገዘ ፖሊሽንግ ወይም ኢቺንግ፣ እና

ትሪቦኬሚካል ማጥራት።

ይሁን እንጂ፣ እነዚህ ዘዴዎች አሁንም በምርምር ደረጃ ላይ የሚገኙ ሲሆን በሲሲ ፈታኝ የቁሳዊ ባህሪያት ምክንያት ቀስ በቀስ እየዳበሩ መጥተዋል።

በመጨረሻም፣ የሲሲ ማቀነባበሪያ የገጽታ ጥራትን ለማሻሻል የጦርነት እና የሻካራነት ቀስ በቀስ የሚቀንስ ሂደት ሲሆን ጠፍጣፋነት እና የሻካራነት ቁጥጥር በእያንዳንዱ ደረጃ ወሳኝ ናቸው።

የማቀነባበሪያ ቴክኖሎጂ

በዋፈር መፍጨት ደረጃ፣ የተለያዩ የቅንጣት መጠኖች ያሉት የአልማዝ ዝቃጭ ዋፈርን ወደሚፈለገው ጠፍጣፋነት እና የገጽታ ሸካራነት ለመፍጨት ጥቅም ላይ ይውላል። ይህም በመቀጠልም ሜካኒካል እና ኬሚካል ሜካኒካል ፖሊሽንግ (CMP) ቴክኒኮችን በመጠቀም ጉዳት የማያስከትሉ የተወለወሉ የሲሊኮን ካርቦይድ (SiC) ዋፈርዎችን ለማምረት ማጥራትን ይከተላል።

ከተጣራ በኋላ፣ የሲሲ ዋፈሮች እንደ ኦፕቲካል ማይክሮስኮፕ እና ኤክስሬይ ዲፍራክቶሜትሮች ባሉ መሳሪያዎች ጥብቅ የጥራት ምርመራ ይደረግባቸዋል፣ ይህም ሁሉም የቴክኒክ መለኪያዎች የሚፈለጉትን መመዘኛዎች ማሟላታቸውን ያረጋግጣል። በመጨረሻም፣ የተወለወሉ ዋፈሮች በልዩ የጽዳት ወኪሎች እና እጅግ በጣም ንጹህ ውሃ በመጠቀም የገጽታ ብክለትን ለማስወገድ ይጸዳሉ። ከዚያም እጅግ በጣም ከፍተኛ ንፅህና ባለው ናይትሮጅን ጋዝ እና ስፒን ማድረቂያዎች ይደርቃሉ፣ ይህም አጠቃላይ የምርት ሂደቱን ያጠናቅቃል።

ከዓመታት ጥረት በኋላ፣ በቻይና ውስጥ በሲሲ ነጠላ ክሪስታል ማቀነባበሪያ ውስጥ ጉልህ እድገት ታይቷል። በአገር ውስጥ፣ 100 ሚሜ ዶፒድ ከፊል-ኢንሱሌሽን 4H-SiC ነጠላ ክሪስታሎች በተሳካ ሁኔታ ተዘጋጅተዋል፣ እና n-type 4H-SiC እና 6H-SiC ነጠላ ክሪስታሎች አሁን በቡድን ሊመረቱ ይችላሉ። እንደ TankeBlue እና TYST ያሉ ኩባንያዎች 150 ሚሜ SiC ነጠላ ክሪስታሎችን አዘጋጅተዋል።

በሲሲ ዋፈር ማቀነባበሪያ ቴክኖሎጂ ረገድ፣ የሀገር ውስጥ ተቋማት ለክሪስታል መቆራረጥ፣ መፍጨት እና ማጥራት የሂደት ሁኔታዎችን እና መንገዶችን አስቀድመው መርምረዋል። ​​በመሠረቱ ለመሳሪያ ማምረቻ መስፈርቶችን የሚያሟሉ ናሙናዎችን ማምረት ይችላሉ። ሆኖም ግን፣ ከዓለም አቀፍ ደረጃዎች ጋር ሲነጻጸር፣ የቤት ውስጥ ዋፈርዎች የወለል ማቀነባበሪያ ጥራት አሁንም በከፍተኛ ሁኔታ ወደኋላ ቀርቷል። በርካታ ችግሮች አሉ፡

ዓለም አቀፍ የሲሲ ቲዎሪዎች እና የማቀነባበሪያ ቴክኖሎጂዎች በጥብቅ የተጠበቁ እና በቀላሉ ተደራሽ አይደሉም።

የቲዎሬቲካል ምርምር እጥረት እና ለሂደት ማሻሻያ እና ማመቻቸት ድጋፍ የለም።

የውጭ መሳሪያዎችን እና አካላትን ወደ ሀገር ውስጥ ለማስገባት የሚወጣው ወጪ ከፍተኛ ነው።

በመሳሪያዎች ዲዛይን፣ በሂደት ትክክለኛነት እና በቁሳቁሶች ላይ የተደረገው የሀገር ውስጥ ጥናት አሁንም ከዓለም አቀፍ ደረጃዎች ጋር ሲነጻጸር ጉልህ ክፍተቶችን ያሳያል።

በአሁኑ ጊዜ በቻይና ጥቅም ላይ የዋሉ አብዛኛዎቹ ከፍተኛ ትክክለኛነት ያላቸው መሳሪያዎች ከውጭ የሚገቡ ናቸው። የሙከራ መሳሪያዎችና ዘዴዎችም ተጨማሪ መሻሻል ያስፈልጋቸዋል።

የሶስተኛ ትውልድ ሴሚኮንዳክተሮች ቀጣይነት ባለው ልማት፣ የሲሲ ነጠላ ክሪስታል ንጣፎች ዲያሜትር ከጊዜ ወደ ጊዜ እየጨመረ ሲሆን ለገጽታ ማቀነባበሪያ ጥራት ከፍተኛ መስፈርቶች አሉት። የዋፈር ማቀነባበሪያ ቴክኖሎጂ ከሲሲ ነጠላ ክሪስታል እድገት በኋላ በጣም አስቸጋሪ ከሆኑ ደረጃዎች አንዱ ሆኗል።

በማቀነባበር ሂደት ውስጥ ያሉትን ተግዳሮቶች ለመፍታት፣ በመቁረጥ፣ በመፍጨት እና በማጥራት ላይ የተሳተፉትን ዘዴዎች የበለጠ ማጥናት እና ለSiC wafer ማምረቻ ተስማሚ የሆኑ የሂደት ዘዴዎችን እና መንገዶችን ማሰስ አስፈላጊ ነው። በተመሳሳይ ጊዜ፣ ከፍተኛ ጥራት ያላቸውን ንጣፎች ለማምረት ከላቁ ዓለም አቀፍ የማቀነባበሪያ ቴክኖሎጂዎች መማር እና እጅግ በጣም ትክክለኛ የሆኑ የማሽን ቴክኒኮችን እና መሳሪያዎችን መቀበል አስፈላጊ ነው።

የዋፈር መጠን እየጨመረ ሲሄድ የክሪስታል እድገትና ማቀነባበሪያ ችግርም ይጨምራል። ሆኖም ግን፣ የታችኛው መሳሪያዎች የማምረት ቅልጥፍና በከፍተኛ ሁኔታ ይሻሻላል፣ እና የክፍል ዋጋ ይቀንሳል። በአሁኑ ጊዜ በዓለም አቀፍ ደረጃ ዋናዎቹ የSiC ዋፈር አቅራቢዎች ከ4 ኢንች እስከ 6 ኢንች ዲያሜትር ያላቸውን ምርቶች ያቀርባሉ። እንደ ክሪ እና II-VI ያሉ ግንባር ቀደም ኩባንያዎች የ8 ኢንች SiC ዋፈር ማምረቻ መስመሮችን ለማልማት እቅድ ማውጣት ጀምረዋል።