碳化硅单晶加工对晶片表面质量的影响
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创建时间：2024-07-17 14:34
研究背景
半导体功率器件在电力电子系统中占据核心地位，特别是在人工智能、5G通讯和新能源汽车等技术快速发展背景下，对其性能要求的提升。
碳化硅（4H-SiC）因其宽禁带、高热导率、高击穿场强、高饱和漂移速率、化学稳定性和抗辐射能力等优势，成为制造高性能半导体功率器件的理想材料。然而，4H-SiC的硬度高、脆性大、化学惰性强，加工难度大，其衬底晶圆表面质量对大规模器件应用至关重要。
因此，提高4H-SiC衬底晶圆表面质量，尤其是去除晶片加工表面损伤层，是实现高效、低损耗、高质量4H-SiC衬底晶圆加工的关键。
实验
实验使用物理气相传输法生长的4英寸N型4H-SiC晶锭，经过线切、磨削、粗研、精研和抛光等工序加工，并记录了各工序中C面和Si面的去除厚度及最终晶片厚度。
图1 4H-SiC晶体结构示意图
图2 经不同加工工序4H-SiC晶片C面和Si面去除厚度
以及加工后的晶片厚度
通过晶片几何参数测试仪、微分干涉显微镜、原子力显微镜、表面粗糙度测量仪和纳米压痕仪等设备，对晶片的厚度、表面形貌、粗糙度和机械性质进行了全面表征。此外，高分辨X射线衍射仪用于评估晶片的晶体质量。
这些实验步骤和测试方法为研究4H-SiC晶片加工过程中的材料去除速率和表面质量提供了详细的技术支持。
（未完待续）
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