SiC एकल क्रिस्टल सब्सट्रेट प्रशोधन

सिलिकन कार्बाइड (SiC) एकल क्रिस्टलमुख्य रूपमा उदात्तीकरण विधि प्रयोग गरेर उत्पादन गरिन्छ। क्रुसिबलबाट क्रिस्टल हटाइसकेपछि, प्रयोगयोग्य वेफरहरू सिर्जना गर्न धेरै जटिल प्रशोधन चरणहरू आवश्यक पर्दछ। पहिलो चरण SiC boule को क्रिस्टल अभिविन्यास निर्धारण गर्न छ। यसपछि, बेलनाकार आकार प्राप्त गर्न बाउलले बाहिरी व्यास ग्राइन्डिङ गर्छ। एन-टाइप SiC वेफर्सका लागि, जुन सामान्यतया पावर यन्त्रहरूमा प्रयोग गरिन्छ, बेलनाकार क्रिस्टलको माथिल्लो र तल्लो सतहहरू सामान्यतया {0001} अनुहारको सापेक्ष 4° कोणमा विमान सिर्जना गर्न मेसिन बनाइन्छ।

अर्को, वेफर सतहको क्रिस्टल अभिविन्यास निर्दिष्ट गर्न दिशात्मक किनारा वा निशान काट्ने प्रक्रिया जारी रहन्छ। ठूलो व्यास को उत्पादन माSiC वेफर्स, दिशात्मक निशान एक सामान्य प्रविधि हो। बेलनाकार SiC एकल क्रिस्टललाई पातलो पानाहरूमा काटिन्छ, मुख्य रूपमा बहु-तार काट्ने प्रविधिहरू प्रयोग गरेर। यस प्रक्रियामा काट्ने तार र SiC क्रिस्टलको बीचमा एब्रेसिभहरू राख्नु समावेश छ जबकि काट्ने गतिलाई सहज बनाउन दबाब लागू गर्दछ।

चित्र १ SiC वेफर प्रशोधन प्रविधिको सिंहावलोकन

(a) क्रूसिबलबाट SiC इन्गट हटाउने; (b) बेलनाकार पीस; (c) दिशात्मक किनारा वा निशान काट्ने; (d) बहु-तार काट्ने; (ङ) पीस र पालिस गर्ने

स्लाइसिङ पछि, दSiC वेफर्सअक्सर मोटाई र सतह अनियमितता मा असंगति देखाउँछ, थप सपाट उपचार आवश्यक छ। यो माइक्रोन-स्तर सतह असमानता हटाउन पीस संग सुरु हुन्छ। यस चरणको दौडान, घर्षण कार्यले राम्रो खरोंचहरू र सतह त्रुटिहरू प्रस्तुत गर्न सक्छ। तसर्थ, ऐना जस्तो फिनिश प्राप्त गर्नको लागि पछिको पालिश गर्ने चरण महत्त्वपूर्ण छ। ग्राइन्डिङको विपरीत, पालिसिङले राम्रो घर्षण प्रयोग गर्दछ र स्क्र्याच वा आन्तरिक क्षति रोक्न सावधानीपूर्वक हेरचाह चाहिन्छ, उच्च स्तरको सतह चिल्लोपन सुनिश्चित गर्दछ।

यी प्रक्रियाहरू मार्फत,SiC वेफर्सरफ प्रोसेसिङबाट परिशुद्धता मेसिनिङमा विकसित हुन्छ, अन्ततः उच्च-प्रदर्शन यन्त्रहरूका लागि उपयुक्त समतल, ऐना जस्तो सतहमा परिणत हुन्छ। यद्यपि, पालिश गरिएको वेफर्सको परिधिको वरिपरि बन्ने तीखो किनारहरूलाई सम्बोधन गर्न आवश्यक छ। यी तीखो किनारहरू अन्य वस्तुहरूसँगको सम्पर्कमा तोड्नको लागि संवेदनशील हुन्छन्। यो नाजुकता कम गर्न, वेफर परिधि को किनारा पीस आवश्यक छ। पछिको प्रयोगको क्रममा वेफर्सको विश्वसनीयता र सुरक्षा सुनिश्चित गर्न उद्योग मापदण्डहरू स्थापना गरिएको छ।

SiC को असाधारण कठोरताले यसलाई विभिन्न मेसिनिंग अनुप्रयोगहरूमा एक आदर्श घर्षण सामग्री बनाउँछ। यद्यपि, यसले SiC बाउल्सलाई वेफर्समा प्रशोधन गर्न चुनौतीहरू पनि प्रस्तुत गर्दछ, किनकि यो एक समय-उपभोग गर्ने र जटिल प्रक्रिया हो जुन निरन्तर अनुकूलित भइरहेको छ। परम्परागत स्लाइसिङ विधिहरू सुधार गर्न एउटा आशाजनक नवीनता लेजर काट्ने प्रविधि हो। यस प्रविधिमा, लेजर बीमलाई बेलनाकार SiC क्रिस्टलको माथिबाट निर्देशित गरिन्छ, क्रिस्टल भित्र परिमार्जित क्षेत्र सिर्जना गर्न इच्छित काट्ने गहिराइमा ध्यान केन्द्रित गर्दै। सम्पूर्ण सतह स्क्यान गरेर, यो परिमार्जित क्षेत्र बिस्तारै विमानमा विस्तार हुन्छ, पातलो पानाहरू अलग गर्न अनुमति दिँदै। परम्परागत बहु-तार काट्नेको तुलनामा, जसले प्रायः महत्त्वपूर्ण कर्फ हानि गर्छ र सतहमा अनियमितताहरू प्रस्तुत गर्न सक्छ, लेजर स्लाइसिङले केर्फको क्षति र प्रशोधन समयलाई उल्लेखनीय रूपमा घटाउँछ, यसलाई भविष्यका विकासहरूको लागि एक आशाजनक विधिको रूपमा स्थान दिन्छ।

अर्को अभिनव स्लाइसिङ टेक्नोलोजी भनेको विद्युतीय डिस्चार्ज काट्ने अनुप्रयोग हो, जसले धातुको तार र SiC क्रिस्टल बीचको डिस्चार्ज उत्पन्न गर्दछ। यो विधिले केर्फ नोक्सान कम गर्नमा फाइदाहरू समेट्छ र थप प्रशोधन दक्षता बढाउँछ।

को लागि एक विशिष्ट दृष्टिकोणSiC वेफरउत्पादनमा SiC एकल क्रिस्टलको पातलो फिल्मलाई विषम सब्सट्रेटमा टाँस्नु समावेश छ, जसले गर्दा बनावटीSiC वेफर्स। यो बन्धन र छुट्याउने प्रक्रिया पूर्वनिर्धारित गहिराईमा SiC एकल क्रिस्टलमा हाइड्रोजन आयनहरूको इंजेक्शनबाट सुरु हुन्छ। SiC क्रिस्टल, अब एक आयन-इम्प्लान्टेड तहले सुसज्जित छ, एक चिकनी समर्थन सब्सट्रेटमा तह गरिएको छ, जस्तै polycrystalline SiC। दबाब र गर्मी लागू गरेर, SiC एकल क्रिस्टल तहलाई समर्थन सब्सट्रेटमा स्थानान्तरण गरिन्छ, अलगाव पूरा गर्दै। स्थानान्तरण गरिएको SiC तहले सतह सपाट गर्ने उपचारबाट गुज्र्छ र बन्धन प्रक्रियामा पुन: प्रयोग गर्न सकिन्छ। यद्यपि समर्थन सब्सट्रेटको लागत SiC एकल क्रिस्टलको भन्दा कम छ, प्राविधिक चुनौतीहरू बाँकी छन्। यद्यपि, यस क्षेत्रमा अनुसन्धान र विकास सक्रिय रूपमा अगाडि बढिरहेको छ, समग्र उत्पादन लागत कम गर्ने लक्ष्य राख्दै।SiC वेफर्स.

संक्षेपमा, को प्रशोधनSiC एकल क्रिस्टल सब्सट्रेट्सग्राइन्डिङ र स्लाइसिङदेखि पालिस गर्ने र किनाराको उपचारसम्म धेरै चरणहरू समावेश हुन्छन्। लेजर काट्ने र विद्युतीय डिस्चार्ज मेसिनिङ जस्ता आविष्कारहरूले दक्षतामा सुधार गर्दै सामग्रीको फोहोर घटाउँदै छन्, जबकि सब्सट्रेट बन्डिङका नयाँ विधिहरूले लागत-प्रभावी वेफर उत्पादनको लागि वैकल्पिक मार्गहरू प्रस्ताव गर्छन्। उद्योगले उन्नत प्रविधि र मापदण्डहरूको लागि प्रयास जारी राख्दा, अन्तिम लक्ष्य उच्च गुणस्तरको उत्पादन रहन्छ।SiC वेफर्सजसले उन्नत इलेक्ट्रोनिक उपकरणहरूको माग पूरा गर्दछ।