กระบวนการตัดและบดพื้นผิว

วัสดุซับสเตรต SiC เป็นแกนหลักของชิป SiC กระบวนการผลิตของสารตั้งต้นคือ: หลังจากได้รับแท่งคริสตัล SiC ผ่านการเติบโตของผลึกเดี่ยว จากนั้นจึงเตรียมการสารตั้งต้น SiCต้องทำให้เรียบ, ปัดเศษ, ตัด, เจียร (การทำให้ผอมบาง); การขัดเชิงกล การขัดเชิงกลด้วยเคมี และการทำความสะอาด การทดสอบ ฯลฯ กระบวนการ

การเติบโตของผลึกมีสามวิธีหลัก: การขนส่งไอทางกายภาพ (PVT), การสะสมไอสารเคมีที่อุณหภูมิสูง (HT-CVD) และ epitaxy เฟสของเหลว (LPE) วิธี PVT เป็นวิธีการกระแสหลักสำหรับการเติบโตเชิงพาณิชย์ของซับสเตรต SiC ในขั้นตอนนี้ อุณหภูมิการเจริญเติบโตของคริสตัล SiC สูงกว่า 2000°C ซึ่งต้องมีการควบคุมอุณหภูมิและความดันสูง ปัจจุบันมีปัญหา เช่น ความหนาแน่นของการเคลื่อนที่สูงและข้อบกพร่องของผลึกสูง

การตัดพื้นผิวจะตัดแท่งคริสตัลลงในเวเฟอร์เพื่อการประมวลผลในภายหลัง วิธีการตัดส่งผลต่อการทำงานร่วมกันของการบดในภายหลังและกระบวนการอื่นๆ ของเวเฟอร์ซับสเตรตซิลิคอนคาร์ไบด์ การตัดลิ่มส่วนใหญ่จะใช้การตัดลวดหลายเส้นด้วยปูนและการตัดด้วยเลื่อยลวดเพชร เวเฟอร์ SiC ที่มีอยู่ส่วนใหญ่ถูกตัดด้วยลวดเพชร อย่างไรก็ตาม SiC มีความแข็งและความเปราะสูง ส่งผลให้ได้แผ่นเวเฟอร์ต่ำและต้นทุนการตัดสายไฟสูง คำถามขั้นสูง ในเวลาเดียวกัน เวลาในการตัดของเวเฟอร์ขนาด 8 นิ้วนั้นนานกว่าเวเฟอร์ขนาด 6 นิ้วอย่างมาก และความเสี่ยงที่เส้นตัดจะติดก็สูงขึ้นเช่นกัน ส่งผลให้ผลผลิตลดลง

แนวโน้มการพัฒนาเทคโนโลยีการตัดซับสเตรตคือการตัดด้วยเลเซอร์ ซึ่งสร้างชั้นที่ได้รับการดัดแปลงภายในคริสตัล และลอกแผ่นเวเฟอร์ออกจากคริสตัลซิลิคอนคาร์ไบด์ เป็นการประมวลผลแบบไม่สัมผัสโดยไม่มีการสูญเสียวัสดุและไม่มีความเสียหายจากความเครียดทางกล ดังนั้นการสูญเสียจึงลดลง ผลผลิตจะสูงขึ้น และการประมวลผล วิธีการนี้มีความยืดหยุ่นและรูปร่างพื้นผิวของการประมวลผล SiC จะดีกว่า

สารตั้งต้น SiCกระบวนการเจียรรวมถึงการเจียร (การทำให้ผอมบาง) และการขัดเงา กระบวนการวางแผนระนาบของซับสเตรต SiC ส่วนใหญ่มีสองเส้นทางกระบวนการ: การบดและการทำให้ผอมบาง

การเจียรแบ่งออกเป็นการเจียรหยาบและการเจียรละเอียด โซลูชันกระบวนการเจียรหยาบทั่วไปคือจานเหล็กหล่อผสมกับน้ำมันเจียรเพชรผลึกเดี่ยว หลังจากการพัฒนาผงเพชรโพลีคริสตัลไลน์และผงเพชรที่มีลักษณะคล้ายโพลีคริสตัลไลน์ สารละลายในกระบวนการเจียรละเอียดของซิลิคอนคาร์ไบด์จะเป็นแผ่นโพลียูรีเทนที่ผสมกับของเหลวสำหรับการเจียรละเอียดที่มีลักษณะคล้ายคริสตัลไลน์ โซลูชันกระบวนการใหม่คือแผ่นขัดแบบรังผึ้งผสมกับสารกัดกร่อนที่เกาะเป็นก้อน

การบดละเอียดแบ่งออกเป็นสองขั้นตอน: การบดหยาบและการบดละเอียด มีการใช้วิธีแก้ปัญหาของเครื่องทำให้ผอมบางและล้อเจียร มีระบบอัตโนมัติในระดับสูง และคาดว่าจะเข้ามาแทนที่เส้นทางทางเทคนิคการเจียร โซลูชันกระบวนการทำให้ผอมบางได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้น และการทำให้ผอมบางของล้อเจียรที่มีความแม่นยำสูงสามารถลดการขัดเชิงกลด้านเดียว (DMP) สำหรับแหวนขัดได้ การใช้ล้อเจียรมีความเร็วในการประมวลผลที่รวดเร็ว ควบคุมรูปร่างพื้นผิวการประมวลผลได้ดี และเหมาะสำหรับการแปรรูปเวเฟอร์ขนาดใหญ่ ในเวลาเดียวกัน เมื่อเปรียบเทียบกับการเจียรแบบสองด้าน การทำให้ผอมบางเป็นกระบวนการแปรรูปด้านเดียว ซึ่งเป็นกระบวนการสำคัญในการเจียรด้านหลังของเวเฟอร์ในระหว่างการผลิตแบบ epitaxis และการบรรจุเวเฟอร์ ความยากลำบากในการส่งเสริมกระบวนการทำให้ผอมบางนั้นอยู่ที่ความยากลำบากในการวิจัยและพัฒนาล้อเจียรและความต้องการเทคโนโลยีการผลิตที่สูง ระดับของการแปลล้อเจียรนั้นต่ำมากและต้นทุนของวัสดุสิ้นเปลืองก็สูง ปัจจุบันตลาดหินเจียรส่วนใหญ่ถูกครอบครองโดย DISCO

ใช้ขัดเพื่อทำให้เรียบสารตั้งต้น SiCขจัดรอยขีดข่วนบนพื้นผิว ลดความหยาบ และขจัดความเครียดในการประมวลผล แบ่งออกเป็นสองขั้นตอน: การขัดหยาบและการขัดละเอียด น้ำยาขัดอลูมินามักใช้สำหรับการขัดหยาบของซิลิคอนคาร์ไบด์ และน้ำยาขัดอะลูมิเนียมออกไซด์ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการขัดละเอียด น้ำยาขัดเงาซิลิคอนออกไซด์