基于石英玻璃外延GaN的工艺改进方法有哪些？

基于石英玻璃外延GaN的工艺改进方法主要包括以下几个方面：

一、晶圆片制备优化

多次减薄处理：

采用不同材料的浆液和磨盘对石英玻璃进行多次减薄处理，可以制备出预设厚度小于70μm且厚度均匀性TTV为±0.5μm的晶圆片结构。

这种方法避免了石英玻璃本身机械性能脆弱易导致晶圆片结构碎裂的风险，同时保证了晶圆片结构正面电路的完整性。

抛光处理：

对多次减薄处理后的石英玻璃进行抛光处理，可以使表面粗糙度小于预设阈值，如表面粗糙度Ra小于1nm。

抛光处理能显著增加散热金属层电镀的致密性和附着力，从而有效改善晶圆片结构工作时的散热能力。

二、外延生长方法改进

MOCVD法：

MOCVD（金属有机化学气相沉积法）是一种常用的外延生长方法。通过优化MOCVD工艺参数，如反应温度、反应物浓度和载气流速等，可以获得高质量的外延GaN薄膜。

MOCVD法制备的产量大，生长周期短，适合用于大批量生产。但生长完毕后需要进行退火处理，且得到的薄膜可能会存在裂纹，影响产品质量。

MBE法：

MBE（分子束外延法）可以在较低的温度下实现GaN的生长，有利于减少反应设备中NH3的挥发程度。

但MBE法的生长速率较慢，不能满足大规模商业化生产的要求。同时，当采用等离子体辅助方式时，容易造成高能离子对薄膜的损伤。

HVPE法：

HVPE（氢化物气相外延法）生长速度快，且生长的GaN晶体质量较好。但高温反应对生产设备、生产成本和技术要求都比较高。

三、其他辅助措施

衬底选择与处理：

选择合适的衬底材料，如Si衬底，并对其进行适当的预处理，如清洗和抛光等，以提高外延生长的质量和均匀性。

温度控制：

在外延生长过程中，精确控制反应腔内的温度是至关重要的。可以采用先进的温度传感器（如UV 400系统）来实时监测外延片表面的温度，以提高温度控制的精度和稳定性。

气氛控制：

控制反应腔内的气氛，如NH3的分压和载气的流量等，以优化外延生长的条件。

后续处理：

在外延生长完成后，对晶圆片进行后续的退火、清洗和检测等处理，以确保其质量和性能符合要求。

综上所述，基于石英玻璃外延GaN的工艺改进方法涉及晶圆片制备优化、外延生长方法改进以及其他辅助措施等多个方面。通过综合运用这些方法和技术，可以制备出高质量、高性能的GaN外延晶圆片。

四、高通量晶圆测厚系统

高通量晶圆测厚系统以光学相干层析成像原理，可解决晶圆/晶片厚度TTV（Total Thickness Variation，总厚度偏差）、BOW（弯曲度）、WARP（翘曲度），TIR（Total Indicated Reading 总指示读数，STIR（Site Total Indicated Reading 局部总指示读数），LTV（Local Thickness Variation 局部厚度偏差）等这类技术指标。

高通量晶圆测厚系统，全新采用的第三代可调谐扫频激光技术，传统上下双探头对射扫描方式，可兼容2英寸到12英寸方片和圆片，一次性测量所有平面度及厚度参数。

1,灵活适用更复杂的材料，从轻掺到重掺 P 型硅 (P++)，碳化硅，蓝宝石，玻璃，铌酸锂等晶圆材料。

重掺型硅（强吸收晶圆的前后表面探测）

粗糙的晶圆表面，（点扫描的第三代扫频激光，相比靠光谱探测方案，不易受到光谱中相邻单位的串扰噪声影响，因而对测量粗糙表面晶圆）

低反射的碳化硅(SiC)和铌酸锂(LiNbO3)；（通过对偏振效应的补偿，加强对低反射晶圆表面测量的信噪比）

绝缘体上硅（SOI)和MEMS，可同时测量多层结构，厚度可从μm级到数百μm 级不等。

可用于测量各类薄膜厚度，厚度最薄可低至4μm ，精度可达1nm。

1，可调谐扫频激光的“温漂”处理能力，体现在极端工作环境中抗干扰能力强，一改过去传统晶圆测量对于“主动式减震平台”的重度依赖，成本显著降低。

2，灵活的运动控制方式，可兼容2英寸到12英寸方片和圆片测量。