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碳化硅SIC襯底的加工難度有哪些?

文章出處:責任編輯:人氣:-發(fā)表時(shí)間:2024-02-29 17:24【

  襯底是所有半導體芯片的底層材料,起到物理支撐、導熱、導電等作用。有數據顯示,襯底成本大約占晶圓加工總成本的50%,外延片占25%,器件晶圓制造環(huán)節20%,封裝測試環(huán)節5%。

  SiC碳化硅襯底不止貴生產(chǎn)工藝還復雜,與Si硅片相比,SiC很難處理。SiC單晶襯底加工過(guò)程包括單晶多線(xiàn)切割、研磨、拋光、清洗最終得到滿(mǎn)足外延生長(cháng)的襯底片。碳化硅是世界上硬度排名第三的物質(zhì),不僅具有高硬度的特點(diǎn),高脆性、低斷裂韌性也使得其磨削加工過(guò)程中易引起材料的脆性斷裂從而在材料表面留下表面破碎層,且產(chǎn)生較為嚴重的表面與亞表層損傷,影響加工精度。

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  所以在研磨、鋸切和拋光階段,對SIC襯底挑戰也非常大,其加工難主要體現在:①硬度大,莫氏硬度分布在9.2~9.6;②化學(xué)穩定性高,幾乎不與任何強酸或強堿發(fā)生反應;③加工設備尚不成熟。因此,碳化硅襯底切割、SIC襯底研磨拋光、加工的耗材還需不斷發(fā)展和完善。

  SiC襯底的表面超光滑是必備條件。碳化硅襯底表面的不平整會(huì )導致其表面同質(zhì)外延的SiC薄膜和異質(zhì)外延的GaN薄膜位錯密度的增加,從而影響器件性能。上述應用領(lǐng)域的快速發(fā)展要求SiC晶片表面能達到原子級平整且表面幾乎無(wú)微觀(guān)缺陷,SiC晶片的超精密平整技術(shù)研究對于促進(jìn)第三代半導體技術(shù)的發(fā)展具有極其重要的意義。

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