一文了解SiC表面的H2等离子火焰处理机处理技术

说到半导体材料,碳化硅(SiC)这几年可是个大热门。这种材料耐高温、耐高压还抗辐射,特别适合做功率器件。不过SiC晶圆表面经常会有污染物和氧化物,传统清洗方法效果一般,这时候H2等离子火焰处理技术就派上用场了。


一文了解SiC表面的H2等离子火焰处理机处理技术(图1)


这种技术说白了就是用氢气在真空环境里产生等离子体,让这些带电粒子去轰击SiC表面。氢离子特别活泼,碰到污染物就跟它们发生化学反应,把脏东西变成气体挥发掉。整个过程不需要强酸强碱,也不会损伤晶圆表面,比传统湿法清洗安全多了。深圳诚峰智造这类专业厂商的设备还能精确控制等离子体参数,处理效果特别均匀。

H2等离子处理最厉害的地方在于它能选择性清除不同污染物。比如氧离子沾在SiC表面会形成氧化层,氢等离子体就能把氧原子拽下来变成水蒸气跑掉。有些金属污染物靠物理轰击就能打掉,而有机物污染物会被分解成二氧化碳和水。整个过程在300-500℃就能完成,比高温退火节能多了。

现在很多半导体厂都在用这种技术处理4英寸和6英寸SiC晶圆。经过处理的晶圆表面能降到0.5nm以下的粗糙度,界面态密度也能降一个数量级。这对做MOSFET这类器件特别重要,因为干净的表面能让电子跑得更顺畅。有些厂家还开发了在线式处理设备,可以直接整合到生产线里。

要说这技术的缺点,主要是设备投入比较大。不过算长远账的话,省下的化学药剂成本和环保费用反而更划算。随着第三代半导体越来越火,这种干法清洗技术肯定会更普及。下次看到SiC功率器件,说不定就是经过氢等离子体"洗澡"的。

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