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SIC碳化硅的化学机械抛光工艺

文章出处:责任编辑:人气:-发表时间:2022-12-14 16:20【

  碳化硅Sic单晶生长之后是晶碇,而且具有表面缺陷,是没法直接用于外延的,这就需要加工。其中,滚圆把晶碇做成标准的圆柱体,线切割会把晶碇切割成晶片,各种表征保证加工的方向,而抛光则是提高晶片的质量。

  SiC表面的损伤层可以通过四种方法去除:

  1. 机械抛光:简单但会残留划痕,适用于初抛;

  2. 化学机械抛光:(Chemical Mechanical Polishing,CMP),引入化学腐蚀去除划痕,适用于精抛;

  3. 氢气刻蚀:设备复杂,常用于HTCVD过程;

  4. 等离子辅助抛光:设备复杂,不常用。

选择CMP化学机械抛光过程
化学机械抛光过程如下:
第一步,机械抛光。
用0.5um直径的金刚石抛光液,抛光表面粗糙度至0.7nm。
第二步,化学机械抛光。
  1. 抛光机:AP-810型单面抛光机;
  2. 抛光压力200g/c㎡;
  3. 大盘转速50r/min;
  4. 陶瓷盘转速38r/min;
  5. 抛光液组成:以SiO2(30wt%、pH=10.15)为基础,加入0-70wt%的双氧水(30wt%、纯优级),最后用KOH(5wt%)、HNO3(1wt%)调节pH=8.5;
  6. 抛光液流量3L/min,循环使用。
结果如下:
碳化硅的化学机械抛光的图7


SiC的CMP抛光工艺需要用到Sic抛光液抛光垫


抛光液是均匀分散胶粒乳白色胶体,主要起到抛光、润滑、冷却的作用。主要变量包括磨料(粒径及分布、硬度、形状)、试剂(氧化剂、pH调节剂、分散剂、表面活性剂)、工艺(供给速率、温度)。


抛光垫是表面带有特殊沟槽的多孔材料,主要作用是存储和传输CMP抛光液、对晶片提供一定的压力并对其表面进行机械摩擦。

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