ขั้นตอนหลักในการประมวลผลสารตั้งต้น SiC

การประมวลผลของ 4H-สารตั้งต้น SiCส่วนใหญ่ประกอบด้วยขั้นตอนต่อไปนี้:

1. การวางแนวระนาบคริสตัล: ใช้วิธีการเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์เพื่อปรับแนวแท่งคริสตัล เมื่อลำแสงรังสีเอกซ์ตกกระทบบนระนาบคริสตัลที่ต้องวางทิศทาง ทิศทางของระนาบคริสตัลจะถูกกำหนดโดยมุมของลำแสงที่เลี้ยวเบน

2. ไม้ลอยทรงกระบอก: เส้นผ่านศูนย์กลางของผลึกเดี่ยวที่ปลูกในเบ้าหลอมกราไฟท์มีขนาดใหญ่กว่าขนาดมาตรฐาน และเส้นผ่านศูนย์กลางจะลดลงเหลือขนาดมาตรฐานผ่านการกลิ้งไม้ทรงกระบอก

3. การเจียรขั้นสุดท้าย: โดยทั่วไปซับสเตรต 4H-SiC ขนาด 4 นิ้วจะมีขอบการวางตำแหน่งสองแบบ คือ ขอบการวางตำแหน่งหลักและขอบการวางตำแหน่งเสริม ขอบการวางตำแหน่งจะถูกบดออกทางส่วนท้าย

4. การตัดลวด: การตัดลวดเป็นกระบวนการสำคัญในการประมวลผลพื้นผิว 4H-SiC ความเสียหายจากการแตกร้าวและความเสียหายใต้ผิวดินที่เหลือซึ่งเกิดขึ้นระหว่างกระบวนการตัดลวดจะส่งผลเสียต่อกระบวนการต่อไป ในอีกด้านหนึ่ง มันจะยืดเวลาที่จำเป็นสำหรับกระบวนการต่อไป และในทางกลับกัน มันจะทำให้สูญเสียเวเฟอร์เอง ในปัจจุบัน กระบวนการตัดลวดซิลิกอนคาร์ไบด์ที่ใช้กันมากที่สุดคือการตัดลวดหลายเส้นแบบขัดด้วยเพชรแบบลูกสูบ ที่ลิ่ม 4H-SiCส่วนใหญ่จะถูกตัดโดยการเคลื่อนที่แบบลูกสูบของลวดโลหะที่เชื่อมด้วยสารขัดเพชร ความหนาของแผ่นเวเฟอร์ที่ตัดด้วยลวดอยู่ที่ประมาณ 500 μm และมีรอยขีดข่วนจากการใช้ลวดจำนวนมากและความเสียหายใต้พื้นผิวลึกบนพื้นผิวแผ่นเวเฟอร์

5. การลบมุม: เพื่อป้องกันการบิ่นและการแตกร้าวที่ขอบของเวเฟอร์ในระหว่างการประมวลผลในภายหลัง และเพื่อลดการสูญเสียของแผ่นเจียร แผ่นขัดเงา ฯลฯ ในกระบวนการต่อ ๆ ไป จำเป็นต้องบดขอบเวเฟอร์ที่แหลมคมหลังลวด ตัดเป็น ระบุรูปทรง

6. การทำให้ผอมบาง: กระบวนการตัดลวดของแท่ง 4H-SiC ทำให้เกิดรอยขีดข่วนและความเสียหายใต้พื้นผิวจำนวนมากบนพื้นผิวเวเฟอร์ ล้อเจียรเพชรใช้สำหรับทำให้ผอมบาง วัตถุประสงค์หลักคือการขจัดรอยขีดข่วนและความเสียหายเหล่านี้ให้มากที่สุด

7. การบด: กระบวนการบดแบ่งออกเป็นการบดหยาบและการบดละเอียด กระบวนการเฉพาะจะคล้ายกับการทำให้ผอมบาง แต่จะใช้โบรอนคาร์ไบด์หรือสารขัดถูเพชรที่มีขนาดอนุภาคเล็กกว่า และอัตราการขจัดจะต่ำกว่า โดยส่วนใหญ่จะกำจัดอนุภาคที่ไม่สามารถกำจัดออกได้ในกระบวนการทำให้ผอมบาง การบาดเจ็บและการบาดเจ็บที่เพิ่งเกิดขึ้น

8. การขัด: การขัดเป็นขั้นตอนสุดท้ายในการประมวลผลพื้นผิว 4H-SiC และยังแบ่งออกเป็นการขัดหยาบและการขัดละเอียด พื้นผิวของแผ่นเวเฟอร์จะสร้างชั้นออกไซด์อ่อน ๆ ภายใต้การกระทำของน้ำยาขัดเงา และชั้นออกไซด์จะถูกกำจัดออกไปภายใต้การกระทำทางกลของอะลูมิเนียมออกไซด์หรืออนุภาคที่มีฤทธิ์กัดกร่อนของซิลิกอนออกไซด์ หลังจากกระบวนการนี้เสร็จสิ้น โดยทั่วไปจะไม่มีรอยขีดข่วนและความเสียหายใต้พื้นผิวบนพื้นผิวของวัสดุพิมพ์ และมีความขรุขระของพื้นผิวต่ำมาก เป็นกระบวนการสำคัญในการทำให้พื้นผิวของซับสเตรต 4H-SiC มีความเรียบเนียนเป็นพิเศษและปราศจากความเสียหาย

9. การทำความสะอาด: กำจัดอนุภาค โลหะ ฟิล์มออกไซด์ สารอินทรีย์ และสารมลพิษอื่น ๆ ที่เหลืออยู่ในกระบวนการแปรรูป