"Chế tạo chất bán dẫn Hualinkona" MOSFET silicon cacbua Xử lý ướt trước lò sau khi sản xuất

phía trước

     Có nhiều điểm tương đồng giữa công nghệ sản xuất thiết bị cacbua silic (SiC) và công nghệ sản xuất silicon, nhưng điều quan trọng đối với lĩnh vực đang phát triển này là xác định xem liệu sự khác biệt về vật liệu có ảnh hưởng đến khả năng làm sạch hay không. Sự khác biệt về vật liệu bao gồm hệ số khuếch tán, năng lượng bề mặt và độ bền liên kết hóa học, tất cả đều có thể đóng vai trò làm sạch các bề mặt quan trọng. Trong nghiên cứu này, mức độ ô nhiễm bề mặt vết của tấm wafer cacbua silic 100 mm hoặc 150 mm 4H sau khi lập bản đồ điện áp điện dung đầu dò thủy ngân (MCV) được so sánh với mức độ sau lần làm sạch tiếp theo. Trong MCV, các kim loại vi lượng như thủy ngân, sắt và niken đã được thêm vào một cách có kiểm soát và chứng minh rằng các phương pháp làm sạch khác nhau có thể khôi phục bề mặt cacbua silic về mức độ sạch thấp hơn 5x1010 nguyên tử/cm2. Vị trí và so sánh chi phí của các hoạt động làm sạch này trong quy trình của các thiết bị tích hợp sẽ được thảo luận.

Thí nghiệm và thảo luận

Đầu dò thủy ngân CV (MCV), TXRF và thí nghiệm làm sạch

     Để đưa các chất ô nhiễm vào bề mặt cacbua silic một cách có kiểm soát và kiểm tra khả năng làm sạch, việc phát hiện thủy ngân được thực hiện trên các tấm cacbua silic epiticular 100mm và 150mm với mật độ vi ống cực thấp trong máy thử Semerab MCV-530, các chất ô nhiễm vết kim loại được đo bằng TXRF, các tấm bán dẫn được làm sạch bằng nhiều loại hóa chất tẩy rửa khác nhau và các tạp chất dạng vết trong các tấm bán dẫn đã được làm sạch sẽ được phân tích lại. Phép đo MCV được thực hiện bằng nhiều chế độ đo, chẳng hạn như quét bán kính, lập bản đồ wafer và nhiều phép đo tại cùng một vị trí, cho phép phép đo TXRF đầu tiên so sánh khu vực không bị nhiễm bẩn với khu vực bị ô nhiễm và TXRF sau làm sạch để so sánh khu vực không bị nhiễm bẩn với khu vực bị ô nhiễm. trạng thái làm sạch trước.

Hình 1. Bố cục một số mô hình sử dụng trong nghiên cứu này; Trong cả hai trường hợp, vị trí TXRF của tấm wafer cacbua silic 50 mm và đường kính khoảng 10 mm được hiển thị (chế độ thử nghiệm của tấm wafer cacbua silic 100 mm không được hiển thị). Bên trái: Quét bán kính 10 điểm MCV (điểm đo đường kính ~ 1.7mm) cho phép đo TXRF 5 điểm để phân tích khu vực nhiễm thủy ngân và khu vực không có thủy ngân. Bên phải: Phép đo TXRF 165 điểm trên tấm wafer cacbua silic 150mm 4H được hiển thị trên đế TXRF 200mm.Kết quả MCV, TXRF làm sạch trước và TXRF làm sạch sauTất cả việc làm sạch đã được chứng minh là có hiệu quả trong việc loại bỏ một số tạp chất kim loại. Mức thủy ngân được ánh xạ đo được trên tấm wafer silicon cacbua 100mm với cực dương molypden TXRF cho thấy nó giảm từ giá trị trung bình điển hình là 2.5x1013 nguyên tử/cm2 và giá trị tối đa điển hình là 2.4x1014 nguyên tử/cm2 xuống mức dưới giới hạn phát hiện là 300 giây ~7x1010 nguyên tử/cm2 ngay sau khi thử nghiệm epiticular. Việc làm sạch RCA trên tấm silicon cacbua 50 mm đã được chứng minh là có hiệu quả trong việc loại bỏ thủy ngân, niken, sắt và các kim loại khác. Kết quả đo sau khi làm sạch thấp hơn giới hạn phát hiện của trình tự RCA đậm đặc, thấp hơn giới hạn phát hiện của trình tự RCA pha loãng nhưng vẫn đo được.Hình 2 minh họa sự so sánh các giá trị đo được TXRF được ánh xạ trước và sau khi làm sạch RCA pha loãng. Ô nhiễm sắt trên bề mặt được giới hạn ở gần mép của tấm bán dẫn trước khi làm sạch và những vị trí này vẫn có thể được đo sau khi làm sạch bằng RCA pha loãng, mặc dù chúng đã giảm đi. Vì lợi ích về năng suất và độ tin cậy, xu hướng làm sạch có thể được quan sát trên nhiều kim loại quan tâm khác nhau (bao gồm thủy ngân, sắt và niken), và xu hướng làm sạch có thể được quan sát nhiều lần trên nhiều tấm bán dẫn.

Hình 2. Độ ô nhiễm sắt đo được trên bề mặt của tấm wafer cacbua silic 150mm 4H được làm sạch ở 50oC theo trình tự RCA là 1:2:50, mỗi lần trong 5 phút, trong bể SC1&SC2 của DHF và thời gian làm sạch là 30 giây. Ở giai đoạn làm sạch trước, nồng độ sắt ở mép cao. Mặc dù nồng độ sắt ở tất cả các khu vực đều giảm sau khi làm sạch nhưng nồng độ vẫn cao hơn giới hạn phát hiện của quá trình này.Vì lợi ích của năng suất và độ tin cậy, xu hướng làm sạch có thể được quan sát trên nhiều kim loại liên quan khác nhau (bao gồm canxi, thủy ngân, sắt và niken), và xu hướng làm sạch có thể được quan sát nhiều lần trên nhiều tấm wafer, mặc dù một số nguyên tố được làm sạch hoàn toàn dưới mức giới hạn phát hiện của TXRF khi sử dụng axit dichloroacetic loãng (titan, crom, đồng và kẽm). Hình 3 minh họa việc sử dụng quy trình RCA pha loãng để giảm sự nhiễm bẩn bề mặt của niken. Một lần nữa, cần lưu ý rằng nồng độ niken cao hơn ở rìa của tấm bán dẫn và việc làm sạch đã khiến hầu hết các khu vực đều thấp hơn giới hạn phát hiện của phép đo.

Hình 3. Mức độ ô nhiễm niken trên bản đồ bề mặt được đo trước và sau khi làm sạch ở 50oC trong 5 phút (mỗi bể SC1&2, bước DHF) trên tấm bán dẫn cacbua silic 150mm 4H theo trình tự RCA 1:2:50 được thực hiện trong 30 giây. Ở giai đoạn làm sạch trước, nồng độ niken ở mép cao. Mặc dù niken ở tất cả các khu vực đều giảm sau khi làm sạch nhưng nồng độ niken vẫn cao hơn giới hạn phát hiện ở một số nơi.

tóm tắt
     Vì người ta biết rằng hóa học RCA có thể loại bỏ các chất ô nhiễm bằng cách oxy hóa bề mặt silicon và loại bỏ các oxit trong hydro florua, cơ chế này có thể không được thực hiện trên cacbua silic, vì những hóa chất này dự kiến sẽ không ăn mòn hoặc oxy hóa cacbua silic ở nhiệt độ được sử dụng trong công việc này. . Trong nghiên cứu trước đây, người ta đã đề xuất rằng độ nhám đóng vai trò thu giữ các chất ô nhiễm kim loại và việc xử lý bằng hydro florua dẫn đến bề mặt ưa nước hầu hết bị chấm dứt bởi các nhóm silicon hydroxit và carbon-oxy. Kết quả cho thấy RCA pha loãng với thời gian ngắn hơn và nhiệt độ thấp hơn không có hiệu quả trong việc loại bỏ sắt, niken và có thể là thủy ngân. Mặc dù độ nhám có thể là một yếu tố, nhưng ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian có thể chỉ ra rằng sự hòa tan của kim loại (axit clohydric và NH4OH) trong hóa học SC1 và SC2 là cơ chế chính, nhưng chúng tôi đề xuất ở đây rằng nó có thể đóng một vai trò thông qua sự khuếch tán của lớp bề mặt silicon hydroxyl và carbon-oxy. Cũng cần lưu ý rằng cơ chế chính xác của việc thêm sắt và niken vẫn chưa rõ ràng, và việc xử lý các cạnh của hộp ngâm và/hoặc sự nhiễm bẩn trong quá trình sản xuất tấm bán dẫn là những nguyên nhân sâu xa có thể xảy ra. Vì chi phí bị ảnh hưởng lớn bởi thời gian (ảnh hưởng đến đầu ra) và nồng độ (ảnh hưởng đến chi phí nguyên liệu và chi phí xử lý), nhưng ít bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ (chỉ ảnh hưởng đến chi phí thiết bị ban đầu), việc tìm hiểu các thông số để kiểm soát quá trình loại bỏ là rất quan trọng. chất ô nhiễm kim loại trong tương lai. Cũng nên thực hiện công việc này trong thiết bị có khả năng xử lý phun, vì tốc độ dòng chảy cao hơn ở gần tấm bán dẫn có thể đạt được tốc độ hòa tan cao, cho phép tạp chất khuếch tán ra khỏi bề mặt (15) nhanh hơn. Hiệu ứng này đã được đánh giá tốt trong việc loại bỏ polyme (16) và việc đánh giá cacbua silic cũng có thể cho thấy mối quan hệ của nó với các chất gây ô nhiễm kim loại, mặc dù việc xử lý trong thiết bị này có thể khiến giá trị chất gây ô nhiễm bề mặt thấp hơn nhiều so với giới hạn phát hiện TXRF.

Tuyên bố miễn trừ trách nhiệm: Bài viết này được sao chép từ "Waring Kona". Bài viết này chỉ thể hiện quan điểm cá nhân của tác giả, không thể hiện quan điểm của Sacco Micro và ngành. Nó chỉ dành cho việc in lại và chia sẻ để hỗ trợ việc bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ. Vui lòng ghi rõ nguồn và tác giả khi tái bản. Nếu có vi phạm vui lòng liên hệ với chúng tôi để xóa.

Điện thoại công ty: +86-0755-83044319
Fax/fax:+86-0755-83975897
Email: 1615456225@qq.com
QQ: 332496225 Quản lý Qiu
Địa chỉ: Phòng 809, Khu C, Tòa nhà Công nghệ Zhantao, Số 1079 Đại lộ Minzhi, Quận Mới Long Hoa, Thâm Quyến