ਵੇਫਰ ਸਤਹ ਦੀ ਗੁਣਵੱਤਾ 'ਤੇ ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਸਿੰਗਲ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਪ੍ਰੋਸੈਸਿੰਗ ਦਾ ਪ੍ਰਭਾਵ

ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਪਾਵਰ ਯੰਤਰ ਪਾਵਰ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਿਕ ਪ੍ਰਣਾਲੀਆਂ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਮੁੱਖ ਸਥਿਤੀ ਰੱਖਦੇ ਹਨ, ਖਾਸ ਤੌਰ 'ਤੇ ਨਕਲੀ ਬੁੱਧੀ, 5G ਸੰਚਾਰ ਅਤੇ ਨਵੇਂ ਊਰਜਾ ਵਾਹਨਾਂ ਵਰਗੀਆਂ ਤਕਨਾਲੋਜੀਆਂ ਦੇ ਤੇਜ਼ੀ ਨਾਲ ਵਿਕਾਸ ਦੇ ਸੰਦਰਭ ਵਿੱਚ, ਉਹਨਾਂ ਲਈ ਕਾਰਗੁਜ਼ਾਰੀ ਦੀਆਂ ਲੋੜਾਂ ਵਿੱਚ ਸੁਧਾਰ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ।

ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ(4H-SiC) ਇਸਦੇ ਫਾਇਦਿਆਂ ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਚੌੜਾ ਬੈਂਡਗੈਪ, ਉੱਚ ਥਰਮਲ ਕੰਡਕਟੀਵਿਟੀ, ਉੱਚ ਬਰੇਕਡਾਊਨ ਫੀਲਡ ਤਾਕਤ, ਉੱਚ ਸੰਤ੍ਰਿਪਤਾ ਵਹਿਣ ਦੀ ਦਰ, ਰਸਾਇਣਕ ਸਥਿਰਤਾ ਅਤੇ ਰੇਡੀਏਸ਼ਨ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਦੇ ਕਾਰਨ ਉੱਚ-ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਵਾਲੇ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਪਾਵਰ ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਦੇ ਨਿਰਮਾਣ ਲਈ ਇੱਕ ਆਦਰਸ਼ ਸਮੱਗਰੀ ਬਣ ਗਈ ਹੈ। ਹਾਲਾਂਕਿ, 4H-SiC ਵਿੱਚ ਉੱਚ ਕਠੋਰਤਾ, ਉੱਚ ਭੁਰਭੁਰਾਪਨ, ਮਜ਼ਬੂਤ ​​ਰਸਾਇਣਕ ਜੜਤਾ, ਅਤੇ ਉੱਚ ਪ੍ਰੋਸੈਸਿੰਗ ਮੁਸ਼ਕਲ ਹੈ। ਇਸ ਦੇ ਸਬਸਟਰੇਟ ਵੇਫਰ ਦੀ ਸਤਹ ਦੀ ਗੁਣਵੱਤਾ ਵੱਡੇ ਪੈਮਾਨੇ ਦੇ ਡਿਵਾਈਸ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ ਲਈ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਹੈ।
ਇਸ ਲਈ, 4H-SiC ਸਬਸਟਰੇਟ ਵੇਫਰਾਂ ਦੀ ਸਤਹ ਦੀ ਗੁਣਵੱਤਾ ਵਿੱਚ ਸੁਧਾਰ ਕਰਨਾ, ਖਾਸ ਤੌਰ 'ਤੇ ਵੇਫਰ ਪ੍ਰੋਸੈਸਿੰਗ ਸਤਹ 'ਤੇ ਖਰਾਬ ਪਰਤ ਨੂੰ ਹਟਾਉਣਾ, ਕੁਸ਼ਲ, ਘੱਟ-ਨੁਕਸਾਨ ਅਤੇ ਉੱਚ-ਗੁਣਵੱਤਾ ਵਾਲੀ 4H-SiC ਸਬਸਟਰੇਟ ਵੇਫਰ ਪ੍ਰੋਸੈਸਿੰਗ ਨੂੰ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਦੀ ਕੁੰਜੀ ਹੈ।

ਪ੍ਰਯੋਗ
ਪ੍ਰਯੋਗ ਇੱਕ 4-ਇੰਚ N-ਟਾਈਪ 4H-SiC ਇੰਗੋਟ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦਾ ਹੈ ਜੋ ਭੌਤਿਕ ਭਾਫ਼ ਟ੍ਰਾਂਸਪੋਰਟ ਵਿਧੀ ਦੁਆਰਾ ਉਗਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਜਿਸਨੂੰ ਤਾਰ ਕੱਟਣ, ਪੀਸਣ, ਮੋਟਾ ਪੀਸਣ, ਵਧੀਆ ਪੀਸਣ ਅਤੇ ਪਾਲਿਸ਼ ਕਰਨ ਦੁਆਰਾ ਸੰਸਾਧਿਤ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ C ਸਤਹ ਅਤੇ Si ਸਤਹ ਦੀ ਹਟਾਉਣ ਮੋਟਾਈ ਨੂੰ ਰਿਕਾਰਡ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਅਤੇ ਹਰੇਕ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਵਿੱਚ ਅੰਤਮ ਵੇਫਰ ਮੋਟਾਈ।

ਚਿੱਤਰ 1 4H-SiC ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਬਣਤਰ ਦਾ ਯੋਜਨਾਬੱਧ ਚਿੱਤਰ

ਚਿੱਤਰ 2 4H- ਦੇ ਸੀ-ਸਾਈਡ ਅਤੇ ਸੀ-ਸਾਈਡ ਤੋਂ ਮੋਟਾਈ ਹਟਾਈ ਗਈ ਹੈ-SiC ਵੇਫਰਪ੍ਰੋਸੈਸਿੰਗ ਦੇ ਬਾਅਦ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦੇ ਕਦਮਾਂ ਅਤੇ ਵੇਫਰ ਦੀ ਮੋਟਾਈ ਤੋਂ ਬਾਅਦ

 

ਵੇਫਰ ਦੀ ਮੋਟਾਈ, ਸਤਹ ਰੂਪ ਵਿਗਿਆਨ, ਮੋਟਾਪਨ ਅਤੇ ਮਕੈਨੀਕਲ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਨੂੰ ਵੇਫਰ ਜਿਓਮੈਟਰੀ ਪੈਰਾਮੀਟਰ ਟੈਸਟਰ, ਡਿਫਰੈਂਸ਼ੀਅਲ ਇੰਟਰਫਰੈਂਸ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਕੋਪ, ਐਟਮੀ ਫੋਰਸ ਮਾਈਕਰੋਸਕੋਪ, ਸਤਹ ਦੀ ਖੁਰਦਰੀ ਮਾਪਣ ਵਾਲੇ ਯੰਤਰ ਅਤੇ ਨੈਨੋਇੰਡੇਂਟਰ ਦੁਆਰਾ ਪੂਰੀ ਤਰ੍ਹਾਂ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾ ਦਿੱਤੀ ਗਈ ਸੀ। ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਵੇਫਰ ਦੀ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਗੁਣਵੱਤਾ ਦਾ ਮੁਲਾਂਕਣ ਕਰਨ ਲਈ ਉੱਚ-ਰੈਜ਼ੋਲੂਸ਼ਨ ਐਕਸ-ਰੇ ਡਿਫ੍ਰੈਕਟੋਮੀਟਰ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕੀਤੀ ਗਈ ਸੀ।
ਇਹ ਪ੍ਰਯੋਗਾਤਮਕ ਕਦਮ ਅਤੇ ਟੈਸਟ ਵਿਧੀਆਂ 4H- ਦੀ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦੌਰਾਨ ਸਮੱਗਰੀ ਨੂੰ ਹਟਾਉਣ ਦੀ ਦਰ ਅਤੇ ਸਤਹ ਦੀ ਗੁਣਵੱਤਾ ਦਾ ਅਧਿਐਨ ਕਰਨ ਲਈ ਵਿਸਤ੍ਰਿਤ ਤਕਨੀਕੀ ਸਹਾਇਤਾ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦੇ ਹਨ-SiC ਵੇਫਰਸ.
ਪ੍ਰਯੋਗਾਂ ਦੁਆਰਾ, ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਸਮੱਗਰੀ ਹਟਾਉਣ ਦੀ ਦਰ (ਐੱਮ.ਆਰ.ਆਰ.), ਸਤਹ ਰੂਪ ਵਿਗਿਆਨ ਅਤੇ ਖੁਰਦਰੀ ਦੇ ਨਾਲ-ਨਾਲ ਮਕੈਨੀਕਲ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਅਤੇ 4H- ਦੀ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਗੁਣਵੱਤਾ ਵਿੱਚ ਤਬਦੀਲੀਆਂ ਦਾ ਵਿਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਕੀਤਾ।SiC ਵੇਫਰਸਵੱਖ-ਵੱਖ ਪ੍ਰੋਸੈਸਿੰਗ ਪੜਾਵਾਂ ਵਿੱਚ (ਤਾਰ ਕੱਟਣਾ, ਪੀਹਣਾ, ਮੋਟਾ ਪੀਹਣਾ, ਵਧੀਆ ਪੀਹਣਾ, ਪਾਲਿਸ਼ ਕਰਨਾ)।

ਚਿੱਤਰ 3 ਸੀ-ਫੇਸ ਅਤੇ 4H- ਦੇ ਸੀ-ਫੇਸ ਦੀ ਸਮੱਗਰੀ ਹਟਾਉਣ ਦੀ ਦਰ।SiC ਵੇਫਰਵੱਖ-ਵੱਖ ਪ੍ਰੋਸੈਸਿੰਗ ਪੜਾਅ ਵਿੱਚ

ਅਧਿਐਨ ਵਿੱਚ ਪਾਇਆ ਗਿਆ ਕਿ 4H-SiC ਦੇ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਚਿਹਰਿਆਂ ਦੇ ਮਕੈਨੀਕਲ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਦੀ ਐਨੀਸੋਟ੍ਰੋਪੀ ਦੇ ਕਾਰਨ, ਉਸੇ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦੇ ਤਹਿਤ ਸੀ-ਫੇਸ ਅਤੇ ਸੀ-ਫੇਸ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ MRR ਵਿੱਚ ਅੰਤਰ ਹੈ, ਅਤੇ C-ਫੇਸ ਦੀ MRR ਨਾਲੋਂ ਕਾਫ਼ੀ ਜ਼ਿਆਦਾ ਹੈ। ਸੀ-ਚਿਹਰੇ ਦਾ। ਪ੍ਰੋਸੈਸਿੰਗ ਕਦਮਾਂ ਦੀ ਤਰੱਕੀ ਦੇ ਨਾਲ, 4H-SiC ਵੇਫਰਾਂ ਦੀ ਸਤਹ ਰੂਪ ਵਿਗਿਆਨ ਅਤੇ ਖੁਰਦਰੀ ਹੌਲੀ-ਹੌਲੀ ਅਨੁਕੂਲ ਹੋ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਪਾਲਿਸ਼ ਕਰਨ ਤੋਂ ਬਾਅਦ, ਸੀ-ਫੇਸ ਦਾ Ra 0.24nm ਹੈ, ਅਤੇ ਸੀ-ਫੇਸ ਦਾ Ra 0.14nm ਤੱਕ ਪਹੁੰਚਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਐਪੀਟੈਕਸੀਲ ਵਿਕਾਸ ਦੀਆਂ ਜ਼ਰੂਰਤਾਂ ਨੂੰ ਪੂਰਾ ਕਰ ਸਕਦਾ ਹੈ।

ਚਿੱਤਰ 4 ਵੱਖ-ਵੱਖ ਪ੍ਰੋਸੈਸਿੰਗ ਪੜਾਵਾਂ ਤੋਂ ਬਾਅਦ 4H-SiC ਵੇਫਰ ਦੀ C ਸਤਹ (a~e) ਅਤੇ Si ਸਤਹ (f~j) ਦੀਆਂ ਆਪਟੀਕਲ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਕੋਪ ਚਿੱਤਰ

ਚਿੱਤਰ 5 CLP, FLP ਅਤੇ CMP ਪ੍ਰੋਸੈਸਿੰਗ ਕਦਮਾਂ ਤੋਂ ਬਾਅਦ 4H-SiC ਵੇਫਰ ਦੀ C ਸਤਹ (a~c) ਅਤੇ Si ਸਤਹ (d~f) ਦੀਆਂ ਪਰਮਾਣੂ ਬਲ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਕੋਪ ਚਿੱਤਰ

ਚਿੱਤਰ 6 (a) ਲਚਕੀਲੇ ਮਾਡਿਊਲਸ ਅਤੇ (b) ਵੱਖ-ਵੱਖ ਪ੍ਰੋਸੈਸਿੰਗ ਪੜਾਵਾਂ ਤੋਂ ਬਾਅਦ 4H-SiC ਵੇਫਰ ਦੀ C ਸਤਹ ਅਤੇ Si ਸਤਹ ਦੀ ਕਠੋਰਤਾ

ਮਕੈਨੀਕਲ ਪ੍ਰਾਪਰਟੀ ਟੈਸਟ ਦਿਖਾਉਂਦਾ ਹੈ ਕਿ ਵੇਫਰ ਦੀ C ਸਤਹ ਵਿੱਚ Si ਸਤਹ ਸਮੱਗਰੀ ਨਾਲੋਂ ਮਾੜੀ ਕਠੋਰਤਾ, ਪ੍ਰੋਸੈਸਿੰਗ ਦੌਰਾਨ ਭੁਰਭੁਰਾ ਫ੍ਰੈਕਚਰ ਦੀ ਇੱਕ ਵੱਡੀ ਡਿਗਰੀ, ਸਮੱਗਰੀ ਨੂੰ ਤੇਜ਼ੀ ਨਾਲ ਹਟਾਉਣ, ਅਤੇ ਮੁਕਾਬਲਤਨ ਮਾੜੀ ਸਤਹ ਰੂਪ ਵਿਗਿਆਨ ਅਤੇ ਖੁਰਦਰੀ ਹੈ। ਪ੍ਰੋਸੈਸਡ ਸਤਹ 'ਤੇ ਖਰਾਬ ਪਰਤ ਨੂੰ ਹਟਾਉਣਾ ਵੇਫਰ ਦੀ ਸਤਹ ਦੀ ਗੁਣਵੱਤਾ ਨੂੰ ਸੁਧਾਰਨ ਦੀ ਕੁੰਜੀ ਹੈ। 4H-SiC (0004) ਰੌਕਿੰਗ ਕਰਵ ਦੀ ਅੱਧੀ-ਉਚਾਈ ਚੌੜਾਈ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਵੇਫਰ ਦੀ ਸਤਹ ਦੇ ਨੁਕਸਾਨ ਦੀ ਪਰਤ ਨੂੰ ਅਨੁਭਵੀ ਅਤੇ ਸਟੀਕਤਾ ਨਾਲ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾ ਅਤੇ ਵਿਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਕਰਨ ਲਈ ਕੀਤੀ ਜਾ ਸਕਦੀ ਹੈ।

ਚਿੱਤਰ 7 (0004) ਵੱਖ-ਵੱਖ ਪ੍ਰੋਸੈਸਿੰਗ ਪੜਾਵਾਂ ਤੋਂ ਬਾਅਦ C-ਫੇਸ ਦੀ ਅੱਧੀ-ਚੌੜਾਈ ਅਤੇ 4H-SiC ਵੇਫਰ ਦਾ ਸੀ-ਫੇਸ

ਖੋਜ ਦੇ ਨਤੀਜੇ ਦਰਸਾਉਂਦੇ ਹਨ ਕਿ ਵੇਫਰ ਦੀ ਸਤਹ ਦੇ ਨੁਕਸਾਨ ਦੀ ਪਰਤ ਨੂੰ 4H-SiC ਵੇਫਰ ਪ੍ਰੋਸੈਸਿੰਗ ਤੋਂ ਬਾਅਦ ਹੌਲੀ-ਹੌਲੀ ਹਟਾਇਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਵੇਫਰ ਦੀ ਸਤਹ ਦੀ ਗੁਣਵੱਤਾ ਨੂੰ ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ ਢੰਗ ਨਾਲ ਸੁਧਾਰਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਉੱਚ-ਕੁਸ਼ਲਤਾ, ਘੱਟ-ਨੁਕਸਾਨ ਅਤੇ ਉੱਚ-ਗੁਣਵੱਤਾ ਪ੍ਰੋਸੈਸਿੰਗ ਲਈ ਤਕਨੀਕੀ ਹਵਾਲਾ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦਾ ਹੈ। 4H-SiC ਸਬਸਟਰੇਟ ਵੇਫਰਾਂ ਦਾ।

ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ 4H-SiC ਵੇਫਰਾਂ ਨੂੰ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਪ੍ਰੋਸੈਸਿੰਗ ਪੜਾਵਾਂ ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਤਾਰ ਕੱਟਣਾ, ਪੀਸਣਾ, ਮੋਟਾ ਪੀਸਣਾ, ਵਧੀਆ ਪੀਸਣਾ ਅਤੇ ਪਾਲਿਸ਼ ਕਰਨਾ, ਅਤੇ ਵੇਫਰ ਦੀ ਸਤਹ ਦੀ ਗੁਣਵੱਤਾ 'ਤੇ ਇਨ੍ਹਾਂ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆਵਾਂ ਦੇ ਪ੍ਰਭਾਵਾਂ ਦਾ ਅਧਿਐਨ ਕੀਤਾ।
ਨਤੀਜੇ ਦਰਸਾਉਂਦੇ ਹਨ ਕਿ ਪ੍ਰੋਸੈਸਿੰਗ ਕਦਮਾਂ ਦੀ ਤਰੱਕੀ ਦੇ ਨਾਲ, ਵੇਫਰ ਦੀ ਸਤਹ ਰੂਪ ਵਿਗਿਆਨ ਅਤੇ ਖੁਰਦਰੀ ਹੌਲੀ-ਹੌਲੀ ਅਨੁਕੂਲ ਹੋ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਪਾਲਿਸ਼ ਕਰਨ ਤੋਂ ਬਾਅਦ, ਸੀ-ਫੇਸ ਅਤੇ ਸੀ-ਫੇਸ ਦੀ ਖੁਰਦਰੀ ਕ੍ਰਮਵਾਰ 0.24nm ਅਤੇ 0.14nm ਤੱਕ ਪਹੁੰਚ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਐਪੀਟੈਕਸੀਲ ਵਿਕਾਸ ਦੀਆਂ ਜ਼ਰੂਰਤਾਂ ਨੂੰ ਪੂਰਾ ਕਰਦੀ ਹੈ। ਵੇਫਰ ਦੇ ਸੀ-ਫੇਸ ਦੀ ਸੀ-ਫੇਸ ਸਮੱਗਰੀ ਨਾਲੋਂ ਕਮਜ਼ੋਰ ਕਠੋਰਤਾ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਅਤੇ ਪ੍ਰੋਸੈਸਿੰਗ ਦੌਰਾਨ ਭੁਰਭੁਰਾ ਫ੍ਰੈਕਚਰ ਹੋਣ ਦਾ ਜ਼ਿਆਦਾ ਖ਼ਤਰਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਜਿਸਦੇ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਸਤ੍ਹਾ ਦੀ ਰੂਪ ਵਿਗਿਆਨ ਅਤੇ ਖੁਰਦਰੀ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਪ੍ਰੋਸੈਸਡ ਸਤਹ ਦੀ ਸਤਹ ਦੇ ਨੁਕਸਾਨ ਦੀ ਪਰਤ ਨੂੰ ਹਟਾਉਣਾ ਵੇਫਰ ਦੀ ਸਤਹ ਦੀ ਗੁਣਵੱਤਾ ਨੂੰ ਸੁਧਾਰਨ ਦੀ ਕੁੰਜੀ ਹੈ। 4H-SiC (0004) ਰੌਕਿੰਗ ਕਰਵ ਦੀ ਅੱਧੀ-ਚੌੜਾਈ ਵੇਫਰ ਦੀ ਸਤਹ ਨੂੰ ਨੁਕਸਾਨ ਪਹੁੰਚਾਉਣ ਵਾਲੀ ਪਰਤ ਨੂੰ ਅਨੁਭਵੀ ਅਤੇ ਸਹੀ ਢੰਗ ਨਾਲ ਦਰਸਾ ਸਕਦੀ ਹੈ।
ਖੋਜ ਦਰਸਾਉਂਦੀ ਹੈ ਕਿ 4H-SiC ਵੇਫਰ ਦੀ ਸਤਹ 'ਤੇ ਖਰਾਬ ਪਰਤ ਨੂੰ 4H-SiC ਵੇਫਰ ਪ੍ਰੋਸੈਸਿੰਗ ਦੁਆਰਾ ਹੌਲੀ-ਹੌਲੀ ਹਟਾਇਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਵੇਫਰ ਦੀ ਸਤਹ ਦੀ ਗੁਣਵੱਤਾ ਨੂੰ ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ ਢੰਗ ਨਾਲ ਸੁਧਾਰਦਾ ਹੈ, ਉੱਚ-ਕੁਸ਼ਲਤਾ, ਘੱਟ-ਨੁਕਸਾਨ, ਅਤੇ ਉੱਚ-ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਲਈ ਇੱਕ ਤਕਨੀਕੀ ਹਵਾਲਾ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦਾ ਹੈ। 4H-SiC ਸਬਸਟਰੇਟ ਵੇਫਰਾਂ ਦੀ ਗੁਣਵੱਤਾ ਦੀ ਪ੍ਰੋਸੈਸਿੰਗ।