Bagaimana untuk mengawal kadar pengetsaan wafer sic?

Hey! Sebagai pembekal wafer SiC, saya mendapat banyak soalan sejak kebelakangan ini tentang cara mengawal kadar goresan wafer SiC. Ia merupakan aspek penting dalam industri semikonduktor, terutamanya apabila anda ingin mencapai peranti berasaskan SiC berkualiti tinggi. Jadi, saya fikir saya akan berkongsi beberapa pandangan tentang topik ini.

Mula-mula, mari kita fahami mengapa mengawal kadar goresan adalah sangat penting. Apabila mengeluarkan peranti semikonduktor menggunakanWafer Sic 6H,Substrat Sic, atauWafer Sic 4H, proses etsa membantu dalam membentuk wafer mengikut spesifikasi yang dikehendaki. Jika kadar goresan terlalu tinggi, ia boleh menyebabkan goresan berlebihan, yang bermaksud anda mungkin akan mengalih keluar lebih banyak bahan daripada yang dimaksudkan. Ini boleh menyebabkan kecacatan pada peranti, seperti permukaan kasar atau dimensi yang salah. Sebaliknya, jika kadar etsa terlalu rendah, proses pembuatan menjadi memakan masa, dan ia juga boleh menjejaskan produktiviti keseluruhan.

Sekarang, mari kita selami faktor yang mempengaruhi kadar goresan dan bagaimana kita boleh mengawalnya.

Komposisi Etchant

Komposisi etchant adalah salah satu faktor yang paling penting. Etsa yang berbeza mempunyai sifat kimia yang berbeza yang bertindak balas dengan wafer SiC dalam pelbagai cara. Sebagai contoh, campuran asid hidrofluorik (HF) dan asid nitrik (HNO₃) biasanya digunakan untuk etsa SiC. Dengan melaraskan nisbah asid ini, kita boleh mengawal kadar etsa. Kepekatan HNO₃ yang lebih tinggi secara amnya meningkatkan kadar etsa kerana ia merupakan agen pengoksidaan yang kuat. Ia membantu dalam memecahkan ikatan Si - C yang kuat dalam wafer. Walau bagaimanapun, kita perlu berhati-hati kerana terlalu banyak HNO₃ juga boleh menyebabkan kakisan yang berlebihan.

Pilihan lain ialah menggunakan etsa alkali, seperti kalium hidroksida (KOH). Etsa alkali berfungsi secara berbeza daripada yang berasid. Mereka bertindak balas dengan permukaan SiC melalui mekanisme kimia yang berbeza. Kadar etsa dalam larutan alkali boleh dikawal dengan melaraskan kepekatan KOH dan suhu larutan. Kepekatan dan suhu KOH yang lebih tinggi biasanya membawa kepada kadar goresan yang lebih cepat, tetapi sekali lagi, kita perlu mencari keseimbangan yang betul untuk mengelakkan goresan berlebihan.

Suhu

Suhu memainkan peranan penting dalam mengawal kadar etsa. Sebagai peraturan umum, meningkatkan suhu larutan etchant mempercepatkan tindak balas kimia antara etchant dan wafer SiC. Ini kerana suhu yang lebih tinggi memberikan lebih banyak tenaga kepada molekul bahan tindak balas, membolehkan mereka bertindak balas dengan lebih cepat. Walau bagaimanapun, kawalan suhu perlu tepat. Jika suhu terlalu tinggi, kadar goresan boleh menjadi tidak terkawal, dan ia juga boleh menyebabkan tekanan haba pada wafer, yang boleh menyebabkan keretakan atau kecacatan lain.

Kami biasanya menggunakan mandian etsa terkawal suhu untuk mengekalkan suhu yang stabil semasa proses. Dengan menetapkan suhu pada tahap optimum, kita boleh mencapai kadar goresan yang konsisten dan boleh dikawal. Contohnya, apabila menggunakan etchant berasid, julat suhu 40 - 60°C mungkin sesuai, bergantung pada komposisi khusus etchant dan jenis wafer SiC.

Tekanan

Tekanan juga boleh memberi kesan kepada kadar etsa. Dalam beberapa proses etsa, kami menggunakan kebuk tekanan tinggi. Meningkatkan tekanan boleh meningkatkan resapan molekul etsa ke permukaan SiC, yang seterusnya meningkatkan kadar etsa. Ini kerana tekanan yang lebih tinggi memaksa molekul etsa mendekati wafer, menjadikannya lebih mudah untuk bertindak balas dengan SiC.

Walau bagaimanapun, bekerja dengan sistem tekanan tinggi memerlukan peralatan khas dan langkah berjaga-jaga keselamatan. Kita perlu memastikan bahawa ruang etsa dapat menahan tekanan dan tekanan diagihkan sama rata di seluruh permukaan wafer. Jika tidak, kami mungkin mengalami kadar goresan yang tidak sekata, yang boleh menjejaskan kualiti produk akhir.

Orientasi Wafer

Orientasi wafer SiC juga penting. SiC mempunyai struktur kristal heksagon, dan satah kristal yang berbeza mempunyai kereaktifan kimia yang berbeza. Sebagai contoh, satah (0001) SiC adalah lebih reaktif daripada beberapa satah lain. Apabila kita mengetahui orientasi kristal wafer, kita boleh melaraskan parameter etsa dengan sewajarnya. Jika kita mahukan kadar goresan yang lebih pantas, kita boleh menjajarkan wafer dengan cara yang mendedahkan satah yang lebih reaktif kepada etchant.

Masa Mengukir

Mengawal masa goresan adalah mudah tetapi penting. Setelah kami menentukan kadar goresan optimum berdasarkan komposisi etsa, suhu dan faktor lain, kami perlu menetapkan masa goresan yang betul. Kita boleh menggunakan teknik seperti pemantauan in - situ untuk mengukur ketebalan lapisan terukir semasa proses. Ini membolehkan kami menghentikan proses goresan pada masa yang betul, memastikan kami mencapai kedalaman goresan yang diingini.

Penyediaan Permukaan

Keadaan permukaan wafer SiC sebelum etsa juga mempengaruhi kadar etsa. Permukaan yang bersih dan licin bertindak balas dengan lebih seragam dengan etchant berbanding permukaan yang kotor atau kasar. Sebelum proses etsa, kami biasanya membersihkan wafer menggunakan beberapa langkah pembersihan, seperti pembersihan ultrasonik dalam pelarut dan bilas dengan air ternyahion. Ini menghilangkan sebarang bahan cemar, seperti habuk, gris atau zarah logam, daripada permukaan wafer.

Jika permukaan mempunyai kecacatan atau calar, kadar goresan boleh menjadi tidak sekata. Etchant mungkin bertindak balas dengan lebih cepat di tapak kecacatan, yang membawa kepada goresan yang tidak sekata. Jadi, penyediaan permukaan yang betul adalah penting untuk mencapai kadar goresan yang konsisten.

Kesimpulannya, mengawal kadar etsa wafer SiC adalah tugas yang kompleks tetapi boleh dicapai. Dengan melaraskan komposisi etchant, suhu, tekanan, orientasi wafer, masa goresan dan penyediaan permukaan dengan teliti, kami boleh memastikan proses goresan berkualiti tinggi.

Jika anda berada di pasaran untuk kualiti tinggiWafer Sic 6H,Substrat Sic, atauWafer Sic 4Hdan ingin membincangkan lebih lanjut tentang proses etsa atau aspek lain pembuatan wafer SiC, saya ingin berbual. Sama ada anda seorang penyelidik skala kecil atau pengeluar semikonduktor skala besar, kami boleh bekerjasama untuk memenuhi keperluan khusus anda.

Rujukan

• "Asas Peranti Semikonduktor" oleh Robert F. Pierret
• "Etching of Silicon Carbide: A Review" oleh JA Powell dan CA Floro