جدول المحتويات
مقدمة
متطلبات التطبيق
مواصفات النظام
معالجة التدفق
نتائج
مقدمة
في إنتاج أجهزة أشباه الموصلات ، يكون السعي لتحليل التكاليف مدفوعًا دائمًا بالإنتاج والعائد. بالمقارنة مع تقنيات أشباه الموصلات التقليدية ، فإن كربيد السيليكون (SIC) ، والياقوت ، ونيتريد الغاليوم (GAN) عبارة عن ثلاث مواد شائعة بشكل متزايد يمكن أن تقلل بشكل كبير من التكاليف. طورت أشباه الموصلات Hemei (HSM) طريقة ناجحة لمعالجة ركائز كربيد السيليكون ، والياقوت ، ونيتريد غاليوم إلى حالة "EPI جاهزة".
تعتبر Sapphire جذابة بشكل خاص للممارسين في صناعة الليزر نظرًا لتمهيدها العازلة الثابتة العازلة والهوية العالية -. وقد أدى ذلك إلى زيادة تطبيق ركائز الياقوت في ثنائيات الليزر الزرقاء ، وأصبح Sapphire أيضًا أساسًا لتطبيقات التبديل لترددات الراديو اليوم (RF).
يحتوي كربيد السيليكون على خصائص مثل الموصلية الحرارية العالية ، ومقاومة الأكسدة العالية ، والختام الكيميائي ، والقوة الميكانيكية العالية. هذه الخصائص تجعلها مادة مثالية لمجموعة متنوعة من التطبيقات ، بما في ذلك المواد الطبية الحيوية ، وأجهزة أشباه أشباه درجة الحرارة العالية- ، ومكونات الإشعاع الإشعاعي ، وهياكل القوة عالية الوزن -. في بعض الطول الموجي- (متوافقين حيوياً) ، درجة حرارة عالية- ، الإشعاع - مقاوم ، وعالي تطبيقات الطاقة -.
يتم استخدام نيتريد غاليوم حاليًا في ترانزستورات الطاقة العالية- قادرة على التشغيل في درجات حرارة عالية. هذه الترانزستورات تستفيد من قدرة نيتريد غاليوم على توليد إخراج الطاقة العالي- في حجم صغير. بالاقتران مع الكفاءة العالية للمواد في مضخمات الطاقة في الترددات العالية والميكروويف العالية والميكروويدية ، أصبح نيتريد غاليوم مادة مثالية للتطور المستقبلي في مجموعة واسعة من التطبيقات الإلكترونية البصرية.
متطلبات التطبيق
في كل حالة ، يتمثل هدف تصحيح الياقوت ، والكربيد السيليكون ، وعروض نيتريد غاليوم في تقليل سمك الركيزة النهائي إلى القيمة المستهدفة المطلوبة ، مع تباين السماكة الكلي (TTV) أفضل من ± 2 ميكرومتر وتحسين خشونة السطح إلى أقل من 2 نانومترات (RA <2 نانومتر). يتم تحقيق ذلك عن طريق الترابط أولاً للرقاقة إلى الركيزة الزجاجية الكوارتز باستخدام وحدة الترابط الركيزة في Hemei (WB).
بعد الترابط ، يجب أن يكون الرقاقة أرضية لإزالة المواد الزائدة ، تليها التلميع. يتم تنفيذ عملية اللفات باستخدام معدات HS و MS و HSM - CMP المجهزة بتركيبات التلميع الدقة ASJ الخاصة بـ Hemei.
أثناء Lapping ، يتم تركيب المباراة على لوحة Lapping Lapping من الحديد الزهر ، وتتوفر مجموعة متنوعة من خيارات المعلمات للعملية للسماح للمستخدمين بفهم عملية إزالة المواد.
بعد اللف ، يجب تنظيف الرقاقة وإزالتها من الركيزة الزجاجية. ثم يتم نقله إلى لاعبا اساسيا مصمم لدقة عالية - نظام تلميع السرعة برأس تلميع. باستخدام أي من هذين النظامين ، يمكن مصقول رقائق المواد الثلاثة (بكميات مختلفة) إلى النهاية النانوية القابلة للتكرار.
(الشكل: آلة التلميع)
(الشكل: تلميع المباراة)
مواصفات النظام
اعتمادًا على عدد الرقائق التي سيتم معالجتها ، يقدم Hemei مجموعة متنوعة من الأنظمة لتلميع الياقوت والكربيد السيليكون ونيتريد الغاليوم. ومع ذلك ، يمكن أن يتضمن كل نظام المكونات التالية:
|
فئة |
نموذج |
وصف |
مقياس قابل للتطبيق |
|
وحدة الترابط |
WB-310 |
3 بوصة ، 1 محطة |
R&D |
|
WB-420 |
4 بوصة ، 2 محطة |
صغيرة - |
|
|
WB-630 |
6 بوصة ، 3 محطات |
إنتاج متسلسل |
|
|
نظام اللف والتلميع |
HS-420 |
أقل من 4 بوصات ، 1-2 محطات |
R&D |
|
HS-440 |
أقل من 4 بوصات ، 1-4 محطات |
صغيرة - |
|
|
HS-620 |
أقل من 6 بوصات ، 1-2 محطات |
إنتاج متسلسل |
|
|
HS-420 |
أقل من 4 بوصات ، 1-2 محطات |
R&D |
|
|
HS-440 |
أقل من 4 بوصات ، 1-4 محطات |
صغيرة - |
|
|
HS-620 |
أقل من 6 بوصات ، 1-2 محطات |
إنتاج متسلسل |
|
|
إصلاح التثبيت |
SJ ، ASJ |
متوافق مع الأسفل مع عينات 3 بوصة ، 4 بوصة ، 6 بوصة ، 8 بوصة |
مناسبة لـ HSM - l ، hsm - lp |
|
C - asj |
متوافقة مع الأسفل مع عينات 3 بوصة ، 4 بوصة ، 6 بوصة ، 8 بوصة |
مناسبة لـ HSM - CMP |
|
|
نظام التلميع |
HSM - l |
أقل من 6 بوصات ، 1-3 محطات |
R&D |
|
HSM - LP |
أقل من 8 بوصات ، 1-3 محطات |
صغيرة - |
|
|
HSM - cmp |
أقل من 8 بوصات ، 1-3 محطات |
إنتاج متسلسل |
معالجة التدفق
التثبيت ، التثبيت ، ولف
باستخدام وحدة الترابط الركيزة الويفر (WB) ، أو الياقوت أو كربيد السيليكون أو رقائق نيتريد غاليوم يتم ربطها مؤقتًا بلوحة دعم زجاجية. يضمن هذا النظام أن يكون الويفر ولوحة الدعم دائمًا متوازيين للغاية ، بغض النظر عما إذا كانت رقاقة كبيرة واحدة أو رقائق صغيرة متعددة ذات سماكة مختلفة مرتبطة. بعد الترابط الناجح ، يمكن تركيب لوحة الدعم على سطح Chuck الفراغي لمباراة Hemei. ثم يتم قلب المباراة ، مع مواجهة جانب المعالجة لأسفل ، ووضعها على لوحة Lapping Lapping من المعدات HSM - l. بعد ذلك ، يتم تعيين النظام على التدوير بسرعة قصوى قدرها 100 ثورة في الدقيقة (دورة في الدقيقة) ، بينما يتم تسليم الملاط اللف إلى سطح اللوحة بمعدل تدفق ثابت من خلال مضخة تمعية لسكان القياس (تسيطر عليها واجهة التحكم) ، ويمكن للمستخدم التحكم بشكل مستقل في كمية الملاذ التي يتم تسليمها إلى سطح اللوحة.
التثبيت ، إصلاح ، تلميع
بعد إزالة المادة الزائدة من الركيزة من خلال Lapping ، يتم استخدام نظام تلميع السرعة C - ASJ عالية - لتلميع سطح الرقاقة. ينتج هذا سطح جودة عالي- على كل رقاقة.
يستخدم نظام HSM - CMP طرق التثبيت مثل شفط الماء والفراغ للمشبك وإصلاح الرقاقة ، مما يلغي الحاجة إلى الركيزة الزجاجية. لذلك ، قبل تعيين الرقاقة على رأس تلميع نظام HSM - CMP ، يجب إزالته من الركيزة الزجاجية. يتم تخصيص كل رأس تلميع وفقًا للمتطلبات المحددة للعميل لضمان النتائج المثلى من عملية التلميع.
خلال عملية التلميع بأكملها ، يوفر نظام HSM - CMP مستوى عالٍ من قابلية التحكم ، حيث يمكن تنفيذ العمليات اليدوية "في - situ". يمكن التحكم في معلمات العملية مثل سرعة اللوحة ، وتلميع الحمل لأسفل ، ومعدل تدفق الملاط عبر شاشة تعمل باللمس ، مما يتيح للمستخدمين إجراء تعديلات ودقيقة ودقيقة.
نتائج
باستخدام نظام تلميع Hemei لإكمال إعداد كربيد السيليكون أو الياقوت أو نيتريد غاليوم ، يمكن تحقيق خشونة السطح المثالية قبل المعالجة اللاحقة باستخدام تقنية CMOS التقليدية. كل رقاقة مصقولة لها كمية موحدة من المواد التي تم إزالتها أثناء المعالجة ، مما يؤدي إلى سطح مسطح موحد.
عن طريق ضبط الضغط (الحمل) المطبق على الركيزة أثناء المعالجة ، يمكن تحقيق معدلات إزالة المواد المثلى (MRR) من 6 ميكرون/ساعة للياقوت و 1-2 ميكرون/ساعة لكاربيد السيليكون.
يتم الحصول على النتائج التالية لسيليكون كربيد ونيتريد الغاليوم من مجموعة من رقائق قطرها12 2- بوصة تم معالجتها على نظام HSM - cmp ؛ يتم الحصول على نتائج الياقوت من مجموعة من رقائق القطر 84 2- بوصة معالجة على نظام HSM -.
(وصف الرسم البياني: A. Cilicon Carbide B. Sapphire C. Gallium Nitride)
[الصورة: أ. كربيد السيليكون ؛ ب. الياقوت. جيم غاليوم نيتريد. المحاور: قيم RA الأولية (NM) ، قيم RA النهائية (NM) ، متوسط MRR (ميكرون في الساعة). نقاط البيانات: A - inition RA: 120 نانومتر ، RA النهائي: 6 نانومتر ، MRR: 1- 2 μM/H ؛ B - arian ra: 100 nm ، final ra: 1 nm ، mrr: 6 μm/h ؛ C - RA الأولي: 80 نانومتر ، RA النهائي: 3 نانومتر ، MRR: 15 ميكرون/ساعة]
قيم RA الأولية (بعد اللف)
ج: 120 نانومتر
ب: 100 نانومتر
ج: 80 نانومتر
قيم RA النهائية (بعد التلميع)
ج: 6 نانومتر
ب: 1 نانومتر
ج: 3 نانومتر
متوسط MRR (ميكرون في الساعة)
A: 1-2 μm/h
B: 6 μm/h
C: 15 μm/h
أ. رقاقة كربيد السيليكون
قطر: 2 بوصة
معدل إزالة المواد (MRR): 1-2 ميكرون/ساعة
قيمة RA النهائية: <3 نانومتر
التسطيح: ± 2 ميكرون
القوس: <25 ميكرون
ب. الياقوت الرقاقة
قطر: 2 بوصة
معدل إزالة المواد (MRR): 6 ميكرون/ساعة
قيمة RA النهائية: <1 نانومتر
التسطيح: ± 2 ميكرون
القوس: <25 ميكرون
جيم نيتريد ويفر
قطر: 2 بوصة
معدل إزالة المواد (MRR): 15 ميكرون/ساعة (اعتمادًا على المستوى البلوري)
قيمة RA النهائية: <3 نانومتر
التسطيح: ± 2 ميكرون
القوس: <25 ميكرون
(تم قياسه باستخدام Profiler Dektak 150 Surface)
