Carbur de silici, safir i nitrur de gali

Taula de continguts

Presentació

Requisits d'aplicació

Especificacions del sistema

Flux de processament

Resultats

Presentació

En la producció de dispositius semiconductors, la consecució de la reducció de costos sempre es basa en la producció i el rendiment. En comparació amb les tecnologies tradicionals de semiconductors, el carbur de silici (sic), el safir i el nitrur de gali (GAN) són tres materials cada cop més populars que poden reduir significativament els costos. Hemei Semiconductor (HSM) ha desenvolupat un mètode reeixit per processar els substrats de carbur de silici, safir i nitrur de gali a un estat "Epi Ready".

Sapphire és especialment atractiu per als professionals de la indústria làser a causa de la seva constant dielèctrica uniforme i alta estructura de cristall de qualitat -. Això ha provocat l’augment de l’aplicació de substrats de safir en díodes làser blaus i Sapphire també s’ha convertit en el fonament de les aplicacions de commutació de freqüència de radiofreqüència (RF) d’avui.

El carbur de silici té propietats com ara una alta conductivitat tèrmica, alta resistència a l’oxidació, inertesa química i alta resistència mecànica. Aquestes característiques el converteixen en un material ideal per a una varietat d'aplicacions, incloent materials biomèdics, dispositius de semiconductors de temperatura alts -, components òptics de radiació de sincrotró i estructures de força altes -. En certa curta - longitud d'ona (biocompatible), high - temperatura, radiació - resistent i high - Power Applications, el carbur de silici presenta propietats físiques i electròniques superiors en comparació amb el silici i el gali.

El nitrur de Gallium s’utilitza actualment en transistors d’alimentació alta - capaços de funcionar a temperatures altes. Aquests transistors aprofiten la capacitat de Gallium Nitride de generar una sortida de potència alta - en un volum reduït. Combinat amb l’alta eficiència del material en els amplificadors de potència a les freqüències d’ultra - altes i de microones, el nitrur de Gallium s’ha convertit en un material ideal per al desenvolupament futur en una àmplia gamma d’aplicacions optoelectròniques.

Requisits d'aplicació

En cada cas, l’objectiu de polir hòsties de safir, carbur de silici i nitrur de gali és reduir el gruix final del substrat al valor objectiu desitjat, amb una variació total de gruix (TTV) millor que ± 2 μm i una rugositat superficial va millorar fins a menys de 2 nanòmetres (ra <2 nm). Això s’aconsegueix en unir primer l’hòstia a un substrat de vidre de quars mitjançant la unitat d’enllaç del substrat de hòstia d’Hemei (WB).

Després de l’enllaç, l’hòstia ha de ser mòlta per eliminar l’excés de material, seguit de polit. El procés de xapa es realitza mitjançant equips HS, MS i HSM - CMP equipats amb accessoris de polit de precisió de Hemei i ASJ.

Durant el colada, el dispositiu es munta sobre una placa de fosa de ferro colat i hi ha diverses opcions de paràmetres de procés per permetre als usuaris comprendre el procés d’eliminació del material.

Després de la colada, cal netejar -la i treure el substrat de vidre. A continuació, es transfereix a un dispositiu dissenyat per a un sistema de polit de velocitat de precisió alta - amb un cap de polit. Utilitzant qualsevol d'aquests dos sistemes, les hòsties dels tres materials (en diverses quantitats) es poden polir fins a un acabat a nanoescala repetible.

(Figura: Polishing Machine)
(Figura: Polishing Apfixat)

Especificacions del sistema

Segons el nombre de hòsties que es processen, HEMEI ofereix una varietat de sistemes per polir safir, carbur de silici i nitrur de gali. Tot i això, cada sistema pot incloure els components següents:

Flux de processament

Instal·lació, arreglar i xafardejar

Utilitzant la unitat d’enllaç del substrat d’hòsties (WB), safir, carbur de silici o hòsties de nitrur de gali s’uneixen temporalment a una placa de suport de vidre. Aquest sistema garanteix que les hòsties i la placa de suport són sempre altament paral·leles, independentment de si s’enllacen una sola hòstia gran o múltiples petites hòsties de diferents gruixos. Després d'unió amb èxit, la placa de suport es pot muntar a la superfície de sacs de buit del dispositiu Hemei. A continuació, es flueix el dispositiu, amb el costat de processament cap avall i es col·loca a la placa de fosa de ferro de fosa dels equips HSM -. Posteriorment, el sistema es gira a una velocitat màxima de 100 revolucions per minut (rpm), mentre que la purina de xapa es lliura a la superfície de la placa a un cabal constant a través d’una bomba peristàltica de líquids de longiing (controlada per la interfície de control) i l’usuari pot controlar independentment la quantitat de purins lliurats a la superfície de la placa.

Instal·lació, arreglar i polir

Després d’eliminar l’excés de material del substrat a través de la colada, el sistema de poliment de velocitat C - ASJ High - s’utilitza el sistema de poliment de velocitat per polir la superfície de l’hòstia. Això produeix una superfície de qualitat - a cada hòstia.

El sistema HSM - CMP utilitza mètodes de fixació com ara succió d'aigua i buidar -se per arrebossar i arreglar la hòstia, eliminant la necessitat d'un substrat de vidre. Per tant, abans de configurar la hòstia al capçal de polit del sistema HSM - CMP, cal eliminar -lo del substrat de vidre. Cada cap de polit es personalitza segons els requisits específics del client per assegurar resultats òptims del procés de polit.

Durant tot el procés de poliment, el sistema HSM - CMP proporciona un alt nivell de controlabilitat, ja que es poden realitzar operacions manuals "a - siteu". Els paràmetres de procés com la velocitat de la placa, la càrrega descendent del cap i el cabal de purins es poden controlar mitjançant una pantalla tàctil, permetent als usuaris fer ajustaments i control immediats i precisos.

Resultats

Mitjançant el sistema de poliment de Hemei per completar la preparació de substrats de carbur de silici, safir o nitrur de gali, es pot aconseguir una rugositat de superfície ideal abans del processament posterior mitjançant la tecnologia CMOS tradicional. Cada hòstia polida té una quantitat uniforme de material eliminat durant el processament, donant lloc a una superfície uniformement plana.

Ajustant la pressió (càrrega) aplicada al substrat durant el processament, es poden aconseguir taxes òptimes d’eliminació de material (MRR) de 6 μm/h per a safir i 1-2 μm/h per a carbur de silici.

Els resultats següents per a carbur de silici i nitrur de gali s’obtenen d’un lot de les hòsties 12 2- de diàmetre processades al sistema HSM - CMP; Els resultats de Sapphire s’obtenen a partir d’un lot de les hòsties 84 2- polzada processades al sistema HSM - CMP.

(Descripció del gràfic: A. carbur de silici B. Sapphire C. Gallium Nitride)

[Imatge: A. carbur de silici; B. Sapphire; Nitrur de C. Gallium. Eixos: valors inicials de RA (NM), Valors RA finals (NM), MRR mitjà (micres per hora). Punts de dades: A - inicial RA: 120 nm, RA final: 6 nm, mrr: 1 - 2 μm/h; B - inicial RA: 100 nm, RA final: 1 nm, mrr: 6 μm/h; C - RA inicial: 80 nm, RA final: 3 nm, MRR: 15 μm/h]

Valors inicials de RA (després de la papada)

A: 120 nm

B: 100 nm

C: 80 nm

Valors de RA finals (després del polit)

A: 6 nm

B: 1 nm

C: 3 nm

MRR mitjà (micres per hora)

A: 1-2 μm/h

B: 6 μm/h

C: 15 μm/h

A. hòstia de carbur de silici

Diàmetre: 2 polzades

Velocitat d’eliminació de materials (MRR): 1-2 μm/h

Valor final RA: <3 nm

Flantesa: ± 2 μm

Arc: <25 μm

Herada de Sapphire B.

Diàmetre: 2 polzades

Velocitat d’eliminació de materials (MRR): 6 μm/h

Valor RA final: <1 nm

Flantesa: ± 2 μm

Arc: <25 μm

Herada de nitrur de C. gallium

Diàmetre: 2 polzades

Velocitat d’eliminació de materials (MRR): 15 μm/h (segons el pla de cristall)

Valor final RA: <3 nm

Flantesa: ± 2 μm

Arc: <25 μm

(Mesurat mitjançant un perfil de superfície de Dektak 150)