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SIC碳化硅的化學(xué)機(jī)械拋光工藝

文章出處：責(zé)任編輯：人氣：-發(fā)表時(shí)間：2022-12-14 16:20【大 中 小】

  碳化硅Sic單晶生長(zhǎng)之后是晶碇，而且具有表面缺陷，是沒(méi)法直接用于外延的，這就需要加工。其中，滾圓把晶碇做成標(biāo)準(zhǔn)的圓柱體，線(xiàn)切割會(huì)把晶碇切割成晶片，各種表征保證加工的方向，而拋光則是提高晶片的質(zhì)量。

  SiC表面的損傷層可以通過(guò)四種方法去除：

  1. 機(jī)械拋光：簡(jiǎn)單但會(huì)殘留劃痕，適用于初拋；

  2. 化學(xué)機(jī)械拋光：（Chemical Mechanical Polishing，CMP），引入化學(xué)腐蝕去除劃痕，適用于精拋；

  3. 氫氣刻蝕：設(shè)備復(fù)雜，常用于HTCVD過(guò)程；

  4. 等離子輔助拋光：設(shè)備復(fù)雜，不常用。

選擇CMP化學(xué)機(jī)械拋光過(guò)程
化學(xué)機(jī)械拋光過(guò)程如下：
第一步，機(jī)械拋光。
用0.5um直徑的金剛石拋光液，拋光表面粗糙度至0.7nm。
第二步，化學(xué)機(jī)械拋光。
  1. 拋光機(jī)：AP-810型單面拋光機(jī)；
  2. 拋光壓力200g/c㎡；
  3. 大盤(pán)轉(zhuǎn)速50r/min；
  4. 陶瓷盤(pán)轉(zhuǎn)速38r/min；
  5. 拋光液組成：以SiO2（30wt%、pH=10.15）為基礎(chǔ)，加入0-70wt%的雙氧水（30wt%、純優(yōu)級(jí)），最后用KOH（5wt%）、HNO3（1wt%）調(diào)節(jié)pH=8.5；
  6. 拋光液流量3L/min，循環(huán)使用。
結(jié)果如下：
碳化硅的化學(xué)機(jī)械拋光的圖7


SiC的CMP拋光工藝需要用到Sic拋光液和拋光墊。


拋光液是均勻分散膠粒乳白色膠體，主要起到拋光、潤(rùn)滑、冷卻的作用。主要變量包括磨料（粒徑及分布、硬度、形狀）、試劑（氧化劑、pH調(diào)節(jié)劑、分散劑、表面活性劑）、工藝（供給速率、溫度）。


拋光墊是表面帶有特殊溝槽的多孔材料，主要作用是存儲(chǔ)和傳輸CMP拋光液、對(duì)晶片提供一定的壓力并對(duì)其表面進(jìn)行機(jī)械摩擦。

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