Le traitement des substrats 4H-SiC comporte les étapes clés suivantes:

1. Orientation du cristal: La diffraction des rayons x (DRX) est utilisée pour orienter le lingot. Lorsqu’un faisceau de rayons x est dirigé vers le plan cristallin à orienter, l’orientation du cristal est déterminée par l’angle des faisceaux diffractés.

2. Diamètre extérieur meulage: Les monocristaux cultivés dans des creusets en graphite dépassent souvent le diamètre standard. Le meulage de diamètre extérieur est utilisé pour réduire le diamètre du cristal à la taille standard.

3. Meulage de la Face d’extrémité: Typiquement, les substrats 4H-SiC de 4 pouces ont deux bords d’alignement: le plat primaire et le plat secondaire. Ces arêtes sont créées à l’aide d’un meulage des extrémités.

4. Sciage de fils: Le sciage du fil est une étape cruciale dans le traitement des substrats 4H-SiC. Les dommages tels que les fissures et les dommages subsuperficiels causés pendant le sciage du fil peuvent nuire aux étapes de traitement ultérieures. Cela peut prolonger les temps de traitement et entraîner une perte de plaquette. La méthode de sciage de fil la plus couramment utilisée pour le carbure de silicium implique un fil diamanté alternatif. Cette technique utilise un fil métallique collé avec des abrasifs diamantés qui se déplace d’avant en arrière pour couper le lingot 4H-SiC. Les plaquettes résultantes ont généralement une épaisseur d’environ 500 μm et présentent des marques de sciage importantes et de profonds dommages subsuperficiels.

5. Chanfreiner les bords: Pour éviter l’écaillage et la fissuration des bords au cours des procédés ultérieurs et pour réduire l’usure des plaquettes de meulage et de polissage, les bords tranchants des plaquettes sont chanfreinés dans des formes spécifiées après le sciage du fil.

6. Amincissement: Le processus de sciage du fil laisse de nombreuses éraflures et des dommages subsuperficiels sur la surface de la plaquette. L’amincissement est effectué à l’aide de roues diamantées pour nourrir et éliminer ces imperfections autant que possible.

7. Broyage: Le broyage implique à la fois des étapes de broyage grossier et fin, semblable à l’amincissement, mais avec des grandeurs plus fines de carbure de bore ou d’abrasifs diamantés. Ce procédé a un taux d’enlèvement plus faible et se concentre principalement sur l’élimination de tout dommage laissé par le processus d’amincissement ainsi que tout nouveau dommage introduit.

8. Polissage: Le polissage est la dernière étape en 4H-Substrat SiCLe traitement et se divise en polissage grossier et fin. Au cours de ce processus, une couche d’oxyde tendre est formée sur la surface de la plaquette sous l’influence de la boue de polissage. Cette couche est éliminée mécaniquement à l’aide d’abrasifs d’alumine ou de silice. Après polissage, la surface du substrat est exempte de rayures et de dommages subsuperficiels et présente une rugoité de surface extrêmement faible. Le polissage est essentiel pour obtenir une surface super lisse et sans dommages sur le substrat 4H-SiC.

9. Nettoyage: La dernière étape consiste à éliminer les particules résiduelles, les métaux, les pellicules d’oxyde et les contaminants organiques des étapes de traitement.