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碳化硅定向的晶体定型的切割方法

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碳化硅定向的晶体定型的切割方法

发布日期:2019-07-18 00:00 来源:http://www.ddxdf.com 点击:

碳化硅晶体是第三代宽带隙半导体材料,和一代硅、二代砷化镓半导体材料相比,具有禁带宽度大、击穿电压高、热导率高、电子饱和漂移速率高、电子迁移率高、介电常数小、抗辐射性能强、化学稳定性好等优良的物理化学性质,以及与硅集成电路工艺兼容等特点,优良的性能使得碳化硅晶体成为制造高温、高频、大功率、抗辐射、不挥发存储器件及光电集成器件的优选材料,成为国际上新材料、微电子和光电子领域研究的热点。同为第三代宽带隙半导体的氮化镓、氮化铝、氧化锌等单晶材料虽然性能同样优异,但晶体生长制备非常困难,而碳化硅单晶材料经过多年的研究其生长技术已经取得突破,为大规模产业化应用奠定了基础。

碳化硅定向应用于器件需加工成一定尺寸的晶片,基本工艺包括晶体生长、晶锭裁切与检测、外径研磨、切片、圆边、表层研磨、蚀亥IJ、抛光等步骤。由于碳化硅晶体硬度很高,仅次于金刚石,这为晶体加工带来很大的困难,尤其是晶锭整形、切割阶段,加工速度缓慢,耗用时间长。工作效率较高的晶体切割方法一般是采用多线切割机切割,多线切割机有着表面损伤小、切缝损耗少、加工量大、切割效率高、切片质量好、运行成本低等诸多优点, 已渐成为半导体晶体切割方式的主流。多线切割机具备多个线锯、缠绕有多个线锯并可高速旋转的导轮以及安装有晶体并以一定速度向线锯移动的刀架,线锯依靠导轮高速转动的同时接收从浆料供给部提供的浆料,晶体经过高速转动的线锯被切割成多个晶片。由于碳化硅晶体具有各向异性的特点,所以在切割过程中,要严格按照要求的方向切割,切割角度可以通过X射线定向仪准确测定。

利用多线切割机定向切割碳化硅晶锭时,由于物理气相传输法生长的碳化硅晶体往往长度较短,通过整形而成的碳化硅晶锭的长度也相对较短,远小于多线切割机的切割长度,因此对单个碳化硅晶锭进行切割显然造成切割能力和时间的浪费。


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