表面处理解决方案提高SiC晶圆效率和成本

半导体是电子电路中使用最广泛的元件之一，它们保证了可靠性、高电阻和低成本。半导体器件的制造过程通常用于创建集成电路，包括一系列多个照相和化学处理步骤，在此过程中，电子电路逐渐在纯半导体材料的晶片上创建。尽管硅仍然是使用最广泛的半导体材料，但还有其他半导体（例如宽带隙材料）可以提供优于硅的性能。

晶圆加工解决方案

晶圆的尺寸逐渐增加，可达 200 毫米（8 英寸），由非常纯净的材料制成，在制造过程中，必须对其进行抛光以获得非常平整和光滑的表面。这个结果可以通过应用研磨、抛光和研磨技术来实现。研磨是一种机械技术，使用垫和抛光液从晶片基板上去除多余的硅，留下暗灰色、半反射的表面。研磨有助于去除晶圆正面和背面的缺陷，同时还可以减少在晶锭切片过程中可能产生的应力。抛光是一种热化学机械工艺，可降低表面粗糙度，在晶片基板上获得镜面般的光洁度。适用于双方，

晶圆质量主要取决于晶体的纯度和晶格结构的无缺陷性质，以及表面尺寸和表面质量的均匀厚度。通过晶圆研磨去除晶圆正面和背面的表面缺陷。背面研磨消除了一系列微小阶段中的材料，从而使晶圆显着更薄。

Pureon 高科技材料的表面处理解决方案

Pureon 是为高科技材料提供表面处理解决方案的领先公司之一，其总部位于瑞士，其全球网络包括在德国、美国、日本和中国的生产基地和办事处。Pureon 提供一整套用于表面处理的产品，例如微米级金刚石粉、研磨和抛光浆料、化合物、研磨垫和砂轮、抛光垫、切片和线锯。

“我们有蓝宝石上硅、碳化硅、氮化镓、砷化镓、铟、磷化物、玻璃、光学材料的应用。任何需要切割、研磨、研磨、抛光的硬质材料，这就是我们的切入点，提供满足晶圆制造过程所有这些不同方面的不同解决方案”，首席安全官兼执行委员会成员 Ravi Bollina 博士说在普里昂。

碳化硅——高性能电子产品的基础材料

碳化硅 （SiC） 等宽带隙半导体早已成为硅基器件的可行替代品，尤其是在电源应用中，它们可以在更高的电压、频率和温度下工作，提供高可靠性和低成本。这种半导体材料为高性能电子产品的开发树立了新的标杆。碳化硅只能用金刚石处理，因为它具有大约 2，600 维氏的异常硬度和单晶晶格结构。 SiC 晶片其中每个方块都是一个微芯片，其中包含小规模的晶体管和电路。单个芯片是从这样的晶圆上切下来的，主要用于大功率器件，如MOSFET、二极管和功率模块。

碳化硅晶圆加工所涉及的步骤可概括如下：

多线锯 （MWS）

双面粗抛光（DSP）

双面抛光精（DSP）

化学机械抛光 （CMP）

由于 Pureon 专门为此目的而制造的创新、高质量悬浮液，可以有效地计划和执行此过程，并在晶片几何形状和表面质量方面取得出色的结果。双面抛光是制造商的主要关键步骤之一，单面 CMP 也是如此。

“我们正在为客户提供使碳化硅晶片更高效、更经济的产品。流程的拥有成本对我们很重要，因为它对客户很重要。现在我们正在研究下一代 200 毫米碳化硅晶片，它迟早会出现”，Bollina 说。

Pureon 金刚石悬浮液可实现出色的表面处理

表面精加工至关重要，因为不可能使用任何类型的磨料来对碳化硅进行精加工。唯一比碳化硅硬的就是金刚石，所以我们需要使用金刚石悬浮液，而垫和金刚石悬浮液的组合是Pureon的秘方。用于抛光的金刚石悬浮液、垫和它们的组合具有出色的表面光洁度，表面粗糙度小于 5 纳米。这意味着该工艺（见图 2）可实现极其精细的表面光洁度，晶片的总厚度变化 （TTV） 小于 0.001 微米。这种创新工艺非常经济，而且很容易适应客户的要求。

图 2：碳化硅多线锯切工艺示意图

在这个过程中，可靠性与一致性严格相关。所有处理后的晶片应具有相同的表面光洁度、相同的材料去除率，并且没有亚表面损伤。“有必要确保 150 毫米晶圆具有尽可能多的清洁区域，这样您就可以减少损耗并增加可以构建设备的区域。因此，对我们而言，可靠性意味着客户生产的每块晶圆都具有相同的表面光洁度和相同的 TTV，”Bollina 说。

使用 IRINO-PRO-C 研磨和抛光超硬材料

用于SiC晶圆加工的Pureon产品还包括聚氨酯抛光垫MHN15A和复合抛光垫IRINO-PRO-C。MH 抛光垫专门设计用于抛光和精加工各种对平整度和超精密表面光洁度至关重要的表面，例如半导体晶片。通过将磨料嵌入垫的顶面，MH 结构最大限度地提高了磨料的切割作用，同时限制了可能导致划痕的松散颗粒。新型复合抛光垫IRINO-PRO-C最适用于碳化硅等超硬材料的研磨抛光。

对于所有客户来说，最重要的是 Pureon 可以利用最先进的表面实验室，在那里可以为客户执行所有相关的测试和试验。所有的测试都可以在内部完成，为客户提供了一个既减少了过程时间又减少了消耗品成本的解决方案。

审核编辑：郭婷