Pri a nan yon substra SiC depann sou konbyen wafers kalifye yon sèl kwasans kristal kouri ka finalman delivre. Kwasans kristal, oryantasyon ak fòm, tranche, fanm k'ap pile, CMP, ak netwaye pwogresivman transmèt pèt materyèl ak kondisyon kalite; ba pèt wè, domaj ki ba, ak yon sifas pwòp yo dwe ansanm optimize. Anplis de gwosè kristal, itilizasyon materyèl tou depann de politip kristal, pwopriyete elektrik, domaj, ak volim ki ka itilize apre fòm; kantite wafers kalifye apre tranche se denominatè pou kontablite pri. Bidjè a epesè: anplasman materyèl la pou chak wafer se apeprè egal a sòm total epesè final la, kantite lajan an retire total nan pwosesis ki vin apre, ak pèt la tranche. Benefis yon kerf pi etwat ka konpanse pa retire domaj adisyonèl. Akseptasyon sifas: epesè ak TTV, chèn mondyal, brutality lokal, reyur, ak kontaminasyon yo mezire separeman; yon aparans ki sanble ak glas pa ka ranplase enspeksyon kalite plen wafer.
1. Crystal kwasans detèmine kalite materyèl ki pwosesis en ka travay avèk yo
Pou fabrike yon substra SiC, premye etap la se jwenn yon sèl kristal ak politip sib la, pwopriyete elektrik, ak nivo defo. Lè w ap pran 4H konduktif SiC, souvan itilize pou aparèy pouvwa, kòm liy prensipal la, transpò vapè fizik (PVT) se wout endistriyalizasyon ki gen matirite. Isit la pwosesis la konsolide nan sis modil prensipal, ak chanfreinaj, recuit, netwayaj nan pwosesis, ak enspeksyon antremele; pwen final la se yon substra fè pare pou epitaksi ki vin apre.
Nan yon gwo founo PVT, poud sublime nan yon zòn ki pi cho, ak faz la vapè transpòte tou pre kristal grenn relativman pi fre kote li kristalize. Defo ak zòn nan retire fòm yo montre schematic. PVT grandi kristal atravè transpò vapè: yo mete poud SiC ki gen anpil pite nan pati anba a nan yon kreze grafit, ak kristal grenn pi wo a. Anba tanperati ki wo ak presyon ki ba, materyèl la anvan tout koreksyon sublime yo fòme konpozan vapè-faz ki gen Silisyòm ak kabòn, ki transpòte nan tou pre kristal la pitit pitit kondwi pa gradyan tanperati ak diferans konsantrasyon, ak Lè sa a, rkristalize yo fòme yon kristal sèl. Jaden tèmik, presyon, ak eta materyèl bwit yo bezwen kenbe yon evolisyon apwopriye pandan kwasans yo nan lòd yo balanse to kwasans, mòfoloji koòdone, ak estabilite politip.
Politip, dislokasyon, ak pwopriyete elektrik detèmine ranje ki ka itilize. Enklizyon eteropolitip, mikropip, dislokasyon, ak fant yo se domaj diferan, ak enpak yo sou zòn ki ka itilize ak risk aparèy en diferan tou. Pwodwi kondiktif yo mande tou kontwòl sou distribisyon dopan ak rezistans. Kòm dyamèt kristal ak longè ogmante, se sèlman lè yo kenbe rejyon ki kalifye yo an menm tan an ka kantite substrats ki ka delivre; defo kristal esansyèl yo sitou jere atravè kontwòl kwasans ak jesyon klasman.
Efikasite kwasans yo dwe reflete nan pwodiksyon kalifye nan menm spesifikasyon la. Akselere kwasans ka diminye tan founo ki okipe pa kristal inite, men si domaj, estrès, oswa rejyon ki pa kalifye ogmante kòmsadwa, pèt klasman en ap elaji tou. Tianyue Advanced deskripsyon pwosesis piblikman divilge mete aksan sou kontwòl kondisyon PVT ak transmisyon domaj en, ki endike ke kwasans ak pwosesis yo dwe lye alantou espesifikasyon final yo. Lè w ap evalye etap sa a, youn ta dwe gade pwodiksyon efikas ak distribisyon bon jan kalite kristal nan menm spesifikasyon.
2. Oryantasyon ak fòm etabli oryantasyon kristal, dimansyon, ak referans nan tranche
Kristal la grandi toujou bezwen pòsyon iregilye retire, oryantasyon kristal mezire, figi fen ak dyamèt ekstèn taye, ak yon referans tranche blocage etabli. Modil sa a konvèti materyèl la jwenn nan kwasans nan yon ingot ki ka trete nan pwèstans la espesifye ak dimansyon, pandan y ap jenere pèt materyèl tèt ak ke ak kwen, dirèkteman chanje longè ak dyamèt ki ka itilize pou pwochen etap la.
Ang koupe-koupe a se ang ki genyen ant sifas wafer nòmal la ak kristal c-aks la, epi li kontwole separeman ak kwen chanfrein . 4 degre se yon egzanp komen pou pwodwi 4H kondiktif; valè espesifik la depann sou espesifikasyon pwodwi yo. Oryantasyon radyografi transfere oryantasyon kristal nan aparèy pwosesis la. SiC gen kristal anisotropi, ak oryantasyon kristal ak koupe ang afekte estrikti etap epitaxial ki vin apre ak konpòtman pwosesis. Pwodwi kondiktif 4H souvan itilize yon ti koupe-koupe relatif nan avyon an fondamantal; pou egzanp, kèk espesifikasyon pwodwi Wolfspeed 150 mm ak 200 mm itilize yon koupe 4 degre. Mezi oryantasyon, fen-fas taye, lyezon, ak aliye dwe ansanm asire avyon an koupe sib; avèk presizyon mezire ang lan pou kont li toujou mande pou transfere kòrèk nan pwèstans la tranche.
Awondi kwen, figi fen, ak mak pwezante yo chak pote travay dimansyon. Pwosesis ekstèn dyamèt kontwole dyamèt, pwosesis fen-fas etabli yon referans, ak pozisyon plat oswa echanjman ede idantifye oryantasyon kristal ak direksyon aliye. Pozisyon mak ak chamfering kwen pwoteksyon yo se diferan kondisyon jeyometrik. Ensifizan taye kite pwoblèm dimansyon oswa kwen, pandan y ap taye twòp konsome materyèl ki te deja fèt pri kwasans; Se poutèt sa, maj la dwe detèmine nan konbinezon ak kat jeyografik la bon jan kalite kristal ak dimansyon pwodwi.
Pèt fòm rive anvan konte wafer. Longè a ka itilize nan kontablite pri ta dwe kòmanse soti nan kristal la apre yo fin koupe tèt ak ke ak klasman ki nesesè yo fini. Estime pwodiksyon wafer soti nan longè tout kristal ki graj la ta konte pòsyon ki dwe nesesèman retire pita kòm pwodiksyon. Tianyue Advanced a piblikman divilge materyèl pwojè pwosesis lis awondi ekstèn periferik, pwosesis plat, pwezante pwosesis plat, ak tranche fil separeman, reflete etap sa yo referans-etablisman.
3. Tranche repati materyèl nan mitan pèt wè, epesè wafer, ak domaj
Tranche divize ingot la an pens mens pandan y ap konsome materyèl epi kite domaj sifas yo dwe retire. Chak wafer bezwen rezève epesè pou fanm k'ap pile ak polisaj ki vin apre; Se poutèt sa, jije ekonomi tranche mande pou konsidere aktyèl saw kerf la, domaj apre koupe, varyasyon epesè, chipping, ak fraktire ansanm. Diamond fil koupe ak lazè entèn modifikasyon separasyon yo se diferan wout tranche. Nan modèl anplasman an, pèt tranche ta dwe gen ladan tou retire reparasyon ingot atribye ba yo, pandan y ap kalkile alokasyon pou tretman sifas wafer ki vin apre yo separeman.
Diminye dyamèt fil mande pou kenbe koupe ki estab. Diamond fil sèvi ak grenn abrazif pou koupe an SiC difisil ak frajil; kerf aktyèl la wè ansanm afekte pa dyamèt fil, pwotrusion abrazif, mouvman fil, ak eta koupe. Fil amann ka diminye konsomasyon materyèl, men tansyon, Vibration, retansyon abrazif, ak retire chip bezwen kowòdone. Gaoche GC-SCDW8300 adopte piblikman espas aks reglabl, balanse pyès travay, fil dyaman dedye, ak kontwòl tansyon, vize 6-8 pous koupe kristal; konbinezon teknik li yo reflete nesesite ekipman ak kowòdinasyon consommables.
Koupe domaj tradwi nan kantite lajan retire ki vin apre. Saw mak, devyasyon epesè lokal yo, ak microcracks soutèren bezwen repare en. Si chaj koupe ogmante sèlman pou ogmante vitès koupe, domaj pi fon ka mande pou yon alokasyon tranche pi epè epi ogmante tan fanm k'ap pile. Chipping lokal yo ak fraktire dirèkteman diminye kantite wafers ki ka kontinye trete. Objektif rediksyon pri tranche se diminye konsomasyon materyèl ak tan atravè tout wout la anba kontrent pwodiksyon an.
Separasyon lazè chanje konpozisyon pèt materyèl. KABRA DISCO a fòme yon kouch separasyon modifye nan yon pwofondè espesifik andedan ingot la, ak Lè sa a, separe wafer a soti nan kouch sa a. Li ranplase yon pati nan retire materyèl la nan si tradisyonèl ak modifikasyon entèn ak separasyon, men sifas la separasyon ak ingot ki rete a toujou mande pou kondisyone ki vin apre. Lè w konpare de wout yo, reparasyon sifas wafer, retretman ingot, ak rupture dwe enkli nan pèt total, ak pwodiksyon wafer konpare dapre espesifikasyon final la.
4. Manje korije mòfoloji jeyometrik epi redwi fado domaj CMP pote
Apre tranche, wafer la bezwen wè mak retire, epesè ak paralelis ajiste, ak gwo domaj pwosesis repare. Manje, lapping, eklèsi, ak mekanik pre-polisaj ka konbine dapre wout la; travay debaz la se etabli mòfoloji jeyometrik ak efikasite relativman wo ak Lè sa a, kite yon fado retire kontwòl fon pou CMP ki vin apre. Broyage koryas ak amann fanm k'ap pile anjeneral piti piti diminye pwofondè domaj, pandan y ap chak ka prezante nouvo domaj pwosesis. TTV ak Warp respektivman eksprime konsistans epesè ak chèn mondyal; koup transvèsal yo nan figi a se chema elaji.
Pandan ke yo retire ansyen domaj, nouvo domaj yo dwe kontwole. Materyèl difisil ak frajil ka sibi ka zo kase frajil lokal anba aksyon abrazif. Pwosesis koryas gen yon pousantaj retire pi wo epi li ka kite tou nouvo microcracks ak kouch detounen; pwosesis amann bezwen diminye aksyon pou chak grenn ak pwofondè domaj. Kowòdinasyon etap koryas ak amann yo ta dwe baze sou pwofondè domaj ak bidjè epesè final la; chanje nan CMP twò bonè prolonje polisaj, pandan y ap twòp fanm k'ap pile konsome materyèl.
TTV, chèn mondyal, ak brutality yo kontwole separeman. TTV se diferans ki genyen ant epesè maksimòm ak minimòm atravè wafer a tout antye, Warp reflete seri an jeneral chèn nan sifas la medyàn wafer, ak brutality sifas lokal dekri pi piti-echèl ondulasyon. Gen kèk lis pwodwi kondiktif Wolfspeed 200 mm bay TTV mwens pase oswa egal a 5 μm ak Warp mwens pase oswa egal a 20 μm, ki endike ke livrezon dwe an menm tan contrainte plizyè endikatè mòfolojik. Valè sa yo fè pati espesifikasyon pwodwi espesifik, ak eta mezi ak règ esklizyon kwen tou bezwen matche.
Pwosesis doub-side depann sou kowòdinasyon mouvman, konpayi asirans, ak abrazif. Double-sided fanm k'ap pile òganize mouvman relatif atravè estrikti tankou plak anwo ak pi ba ak angrenaj transpòtè; abrazif, presyon, kondisyon sifas plak, ak kondisyon konpayi asirans ansanm afekte inifòmite. Yujing YJ-16B5LC klèman kouvri doub-sided fanm k'ap pile nan SiC, lè l sèvi avèk kondui separe pou plak anwo a, plak pi ba, bag Kovèti pou entèn, ak Kovèti pou solèy. Estrikti sa a fasilite ajisteman mouvman pwosesis, men efè final la toujou detèmine pa konbinezon pwosesis espesifik la.
Kontwòl domaj konekte itilizasyon materyèl ak kapasite polisaj. Lè pousantaj retire sib CMP a sanble, pi fon domaj ki rete apre fanm k'ap pile, plis materyèl ak tan polisaj bezwen retire ak okipe. Amelyorasyon sou bò fanm k'ap pile ka Se poutèt sa an menm tan diminye alokasyon epesè ak chaj CMP. Pou yon liy pwodiksyon, sa a se pi pre pri final la pase senpleman konpare konbyen wafers pou chak èdtan yon sèl pwosesis machin fanm k'ap pile.
5. Chimik polisaj mekanik konvèti domaj kontwole nan yon sifas pre-epitaksi
Apre fòm jewometrik fin ranpli, CMP bezwen plis diminye brutality ak domaj pwosesis rezidyèl pou jwenn yon sifas ki satisfè kondisyon pre-epitaksi. SiC se difisil ak chimik ki estab; repoze sèlman sou gwo aksyon mekanik gen tandans ogmante reyur. Chimik polisaj mekanik etabli yon fenèt ant pousantaj retire ak entegrite sifas atravè sinèrji nan reyaksyon sifas ak retire abrazif. SiC CMP jeneralman fòme epi retire yon kouch sifas modifye atravè sinèrji konpozan reyaktif ak abrazif. Figi a montre yon mekanis jeneral epi li pa koresponn ak yon sèl fòmilasyon sispansyon; diferan figi kristal ak kondisyon ekipman yo bezwen matche separeman.
Jenerasyon kouch reyaksyon ak retire bezwen matche youn ak lòt. Eleman reyaktif nan likid la polisaj chanje eta a nan sifas ki pi eksteryè a, ak pad abrazif la ak polisaj Lè sa a, retire li, apre sa sifas ki fèk ekspoze a kontinye reyaji. Si reyaksyon sifas la twò dousman, pousantaj pou retire elèv la limite; si aglomerasyon abrazif, chaj lokal, oswa kondisyon sifas pad vin soti nan kontwòl, reyur ak ki pa inifòmite ka rive. Reyaksyon chimik yo ak konpòtman retire diferan figi kristal polè nan wafer la bezwen tou matche separeman.
Alokasyon an ap detèmine konbyen tan CMP dwe travay. Nan menm pousantaj la retire ki estab, pi gwo epesè a ki dwe retire, pi long la tan an pwosesis ki nesesè yo. Solisyon SiC Entegris te divilge piblikman konsidere devan fanm k'ap pile domaj, sispansyon, pad polisaj, filtraj, ak apre netwayaj ansanm, paske pati sa yo ansanm detèmine bon jan kalite sifas ak tan pwosesis. Senpleman ogmante presyon polisaj ka konpanse pwogrè pousantaj retire ak domaj ki fèk prezante.
Aparans tankou glas bezwen enspeksyon quantitative te ajoute. AFM ka mezire brutality lokal yo, men lè y ap konpare valè, Ra oswa Rq, ranje eskanè, echantiyon, ak metòd pwosesis done yo bezwen inifye. Rezilta eskanè lokal yo bezwen tou konbine avèk grafouyen plen wafer, patikil, ak enspeksyon mòfoloji. Ka substra poli a fè pou itilize pou epitaksi ki vin apre; epesè kouch epitaxial la, dopaj, ak kontwòl defo ki nesesè nan aparèy yo fè pati pwochen etap fabrikasyon an.
6. Netwayaj retire résidus pwosesis ak pwoteje kalite sifas la deja reyalize
CMP prezante abrazif, pwodwi reyaksyon, ak rezidi eleman òganik, ak etap en ka pote tou metal ak lòt kontaminasyon. Netwayaj dwe retire résidus sa yo nan sifas la epi redwi redepozisyon ak rekontaminasyon pandan rense, siye, enspeksyon, ak anbalaj, konsa tankou prezève bon jan kalite sifas la reyalize atravè etap pwosesis miltip. Netwayaj bwòs, netwayaj chimik, rense, ak siye se konbinezon pwosesis tipik. Diferan kalite kontaminasyon gen diferan mekanis retire; dislokasyon ak domaj pwosesis gwo twou san fon yo kontwole pa kontwòl kalite en.
Patikil, metal, ak òganik itilize diferan mekanis retire. Retire patikil enplike detachman sifas, transpò likid, ak estabilite dispèsyon; kontaminasyon metal mande pou matche mekanis chimik tankou yap divòse oswa konplèks; résidus òganik ak lisier mande pou fòmilasyon apwopriye. Netwayaj bwòs, asistans acoustic, ak likid chimik yo ka konbine, men twòp entansite ka ogmante risk sifas yo. Se poutèt sa, netwaye fòmilasyon ak aksyon fizik yo dwe chwazi ansanm.
Rense ak siye detèmine si rezidi yo ka vrèman kite. Apre kontaminasyon detache nan sifas la, si drenaj ak rense yo ensifizan, li ka toujou redepoze. Dlo ultrapur, filtraj, kondisyon bwòs, ak pwosesis la siye afekte patikil final yo ak filigran. Entegris gen pwodui chimik netwayaj espesyalman pou résidus pwosesis SiC, pandan y ap HSC-S1300 Huahai Qingke a sipòte netwayaj bwòs devan ak dèyè ak konpatibilite netwayaj asid / alkali nan netwayaj semi-conducteurs konpoze, respektivman reflete kowòdinasyon materyèl ak ekipman.
Enspeksyon livrezon separeman jije sifas ak bon jan kalite esansyèl. Akseptasyon final la dwe konbine mòfoloji, brutality, reyur, patikil, ak endikatè kontaminasyon, epi kenbe trasabilite pakèt kristal ak pwosesis. Yon sifas pwòp se benefisye pou preparasyon epitaksi, men dislokasyon kwasans ak domaj gwo twou san fon ki pa retire toujou mande pou enspeksyon korespondan ak kontwòl en. Benefis pri netwayaj la diminye bouyon ak retravay wafers ki gen anpil valè deja fini nan etap final la.
Kontablite pri mete sis modil yo tounen nan menm materyèl ak bidjè sede
Konekte sis etap yo, kesyon debaz la se konbyen plak ki kalifye nan menm spesifikasyon yon segman nan kristal ka itilize. Se pou epesè final la wafer dwe t, kantite lajan an retire total pou devan ak dèyè fanm k'ap pile ak polisaj apre tranche dwe yon, ak pèt la tranche atribye ba pou chak wafer dwe k; Lè sa a, anplasman materyèl la se apeprè p=t + a + k. Longè ki ka itilize H divize pa p, awondi desann, bay pwodiksyon wafer teyorik nan modèl senplifye a.
Kalkil la sèvi ak yon longè ka itilize 20 mm ak yon epesè final 350 μm pou konpare diferan pèt tranche ak kantite lajan retire ki vin apre. Tout se paramèt egzanp, inyore koreksyon fen ak pèt klasman.
Diminye pèt tranche: benefis la bezwen rive nan epesè a fini. Sèvi ak yon longè ki ka itilize 20 mm ak yon epesè final 350 μm: lè a se 80 μm ak k se 170 μm, anplasman an se 600 μm, ak pwodiksyon teyorik la se 33 wafers; si k tonbe a 70 μm ak yon rete 80 μm, anplasman an desann nan 500 μm, ak pwodiksyon teyorik la se 40 wafers. Se rediksyon nan pèt materyèl konsa konvèti nan plis wafers.
Ogmantasyon domaj ka konpanse benefis nan pèt wè ki ba. Si pèt la tranch redwi a 70 μm men kantite lajan an retire ki vin apre yo dwe ogmante soti nan 80 μm a 180 μm, anplasman an retounen nan 600 μm, ak pwodiksyon an wafer teyorik retounen nan 33. Egzanp sa a montre ke evalye amann fil oswa nouvo separasyon teknoloji yo mande pou similtane itilizasyon materyèl la pou fè reparasyon nan mezi yo mande pou yo fè reparasyon pou yo similtane. tout wout la.
Pri final la tou depann de kantite plak ki kalifye nan menm spesifikasyon. Apre pwodiksyon teyorik, pèt ki te koze pa fraktire, klasman kristal, mòfoloji, ak bon jan kalite sifas ki pa kalifye yo dwe tou dedwi. Se sèlman nan divize kwasans total la ak pri pwosesis pa konte final la ki kalifye wafer ka youn apwòch pri fabrikasyon inite a nan substrats nan menm spesifikasyon. Diminye tan founo, pèt wè, oswa tan polisaj chak gen yon efè; optimize ki pi enpòtan an se prezève ekonomi materyèl ak tan jiska livrezon final la.