原创防止磨抛过程中碳化硅外延片表面胶质残留的方法

 2025-3-4 10:15  12 0 分类: 测试测量

引言

碳化硅（SiC）作为新一代半导体材料，因其卓越的物理和化学性能，在功率电子、高频通信、高温环境等领域展现出巨大的应用潜力。然而，在SiC外延片的制备过程中，磨抛工艺是至关重要的一环，用于改善外延片的表面粗糙度和平整度。然而，磨抛过程中往往伴随着胶质残留的问题，这些残留物不仅影响外延片的表面质量，还可能对后续器件的性能和可靠性产生严重影响。因此，防止磨抛过程中碳化硅外延片表面胶质残留的方法显得尤为重要。本文将介绍一种创新的防止胶质残留的方法，该方法结合了聚合物薄膜保护技术和精细的清洗步骤，旨在有效减少磨抛过程中的胶质残留，提高外延片的表面质量。

方法概述

该方法主要包括以下步骤：准备碳化硅外延片、清洗、涂布聚合物溶液形成薄膜、粘贴保护胶膜、磨抛处理、去除保护胶膜、清洗抛光液以及去除聚合物薄膜。每个步骤都经过精心设计和优化，以确保最佳的防止胶质残留效果。

准备碳化硅外延片

选择高质量的碳化硅外延片作为起始材料，确保表面无明显缺陷和污染物。

清洗

使用去离子水和专用的清洗剂对碳化硅外延片进行初步清洗，去除表面的尘埃、油脂和其他污染物。

清洗后，用高纯氮气吹干外延片表面，确保无水分残留。

涂布聚合物溶液形成薄膜

在碳化硅外延片的Si面上涂布一层聚合物溶液，如聚乙烯醇（PVA）或聚苯乙烯（PS）等。

通过挥发溶剂，使聚合物在Si面上形成一层均匀、致密的薄膜。这层薄膜将作为后续保护胶膜与外延片之间的缓冲层，有助于减少胶质残留。

粘贴保护胶膜

将专用的保护胶膜粘贴在聚合物薄膜上。保护胶膜应具有良好的粘附性和抗磨性，以确保在磨抛过程中能够紧密贴合外延片表面，防止胶质残留。

磨抛处理

使用专用的磨抛设备和磨料对碳化硅外延片的C面进行磨抛处理。磨抛过程中，保护胶膜和聚合物薄膜将共同作用于外延片表面，减少胶质与外延片的直接接触。

去除保护胶膜

磨抛完成后，使用专用的剥离工具将保护胶膜从外延片表面剥离。剥离过程中应注意避免损伤外延片表面。

清洗抛光液

使用去离子水和专用的清洗剂对外延片进行清洗，去除残留的抛光液和其他污染物。

去除聚合物薄膜

使用专用的清洗剂或溶剂将聚合物薄膜从外延片表面去除。去除过程中应确保无残留物，并保持外延片表面的清洁和完整。

技术优势

有效减少胶质残留：通过在碳化硅外延片表面涂布聚合物薄膜并粘贴保护胶膜，有效减少了磨抛过程中胶质与外延片的直接接触，从而减少了胶质残留的可能性。

提高表面质量：该方法结合了精细的清洗步骤和高效的保护技术，能够显著提高碳化硅外延片的表面质量，减少表面缺陷和污染物。

提高生产效率：通过优化清洗和保护步骤，减少了因胶质残留而导致的返工和报废率，从而提高了生产效率。

环保节能：该方法采用的化学药液可以回收再利用，减少废水排放，符合环保要求。同时，高效的清洗和保护技术也有助于节约能源。

应用前景

该方法在碳化硅外延片制备领域具有广阔的应用前景。随着SiC半导体材料技术的不断发展，对高质量、高可靠性的SiC外延片的需求日益增长。通过采用该方法，可以显著提高SiC外延片的表面质量和生产效率，为制造高性能、高可靠性的SiC器件提供有力支持。此外，该方法还适用于其他半导体材料的外延片制备过程，具有广泛的适用性和推广价值。

结论

防止磨抛过程中碳化硅外延片表面胶质残留是确保外延片质量和后续器件性能的关键步骤。通过采用创新的防止胶质残留的方法，结合聚合物薄膜保护技术和精细的清洗步骤，可以有效减少胶质残留，提高外延片的表面质量。该方法在SiC外延片制备领域具有重要的应用价值，有助于推动SiC半导体材料技术的发展和应用。

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。