SiC একক ক্রিস্টাল সাবস্ট্রেট প্রসেসিং

সিলিকন কার্বাইড (SiC) একক স্ফটিকপ্রাথমিকভাবে পরমানন্দ পদ্ধতি ব্যবহার করে উত্পাদিত হয়. ক্রুসিবল থেকে ক্রিস্টাল অপসারণের পরে, ব্যবহারযোগ্য ওয়েফার তৈরি করতে বেশ কিছু জটিল প্রক্রিয়াকরণ পদক্ষেপের প্রয়োজন হয়। প্রথম ধাপ হল SiC বাউলের ​​স্ফটিক অভিযোজন নির্ধারণ করা। এটি অনুসরণ করে, বাউলটি একটি নলাকার আকৃতি অর্জনের জন্য বাইরের ব্যাস নাকাল হয়। এন-টাইপ SiC ওয়েফারগুলির জন্য, যা সাধারণত পাওয়ার ডিভাইসগুলিতে ব্যবহৃত হয়, নলাকার স্ফটিকের উপরের এবং নীচের উভয় পৃষ্ঠকে সাধারণত {0001} মুখের সাপেক্ষে 4° কোণে একটি সমতল তৈরি করতে মেশিন করা হয়৷

এর পরে, ওয়েফার পৃষ্ঠের স্ফটিক অভিযোজন নির্দিষ্ট করার জন্য নির্দেশমূলক প্রান্ত বা খাঁজ কাটার সাথে প্রক্রিয়াকরণ চলতে থাকে। বড়-ব্যাস উৎপাদনেSiC ওয়েফার, দিকনির্দেশক খাঁজ একটি সাধারণ কৌশল। নলাকার SiC একক ক্রিস্টালকে তারপর পাতলা শীটে কাটা হয়, প্রাথমিকভাবে মাল্টি-ওয়্যার কাটার কৌশল ব্যবহার করে। এই প্রক্রিয়াটি কাটার তার এবং SiC ক্রিস্টালের মধ্যে ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম হয় যখন কাটার গতি সহজতর করার জন্য চাপ প্রয়োগ করে।

চিত্র 1  SIC ওয়েফার প্রক্রিয়াকরণ প্রযুক্তির ওভারভিউ

(a) ক্রুসিবল থেকে SiC ইনগট অপসারণ; (b) নলাকার নাকাল; (c) দিকনির্দেশক প্রান্ত বা খাঁজ কাটা; (d) মাল্টি-ওয়্যার কাটিং; (ঙ) গ্রাইন্ডিং এবং পলিশিং

স্লাইস করার পরে,SiC ওয়েফারপ্রায়শই পুরুত্ব এবং পৃষ্ঠের অনিয়মের অসঙ্গতি দেখায়, আরও সমতলকরণের চিকিত্সার প্রয়োজন হয়। এটি মাইক্রোন-স্তরের পৃষ্ঠের অসমতা দূর করতে নাকাল দিয়ে শুরু হয়। এই পর্যায়ে, ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম ক্রিয়া সূক্ষ্ম স্ক্র্যাচ এবং পৃষ্ঠের অসম্পূর্ণতা প্রবর্তন করতে পারে। এইভাবে, পরবর্তী পলিশিং ধাপটি আয়নার মতো ফিনিস অর্জনের জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। গ্রাইন্ডিং এর বিপরীতে, পলিশিং সূক্ষ্ম ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম এবং স্ক্র্যাচ বা অভ্যন্তরীণ ক্ষতি প্রতিরোধের জন্য যত্ন সহকারে যত্নের প্রয়োজন, উচ্চ মাত্রার পৃষ্ঠের মসৃণতা নিশ্চিত করে।

এই পদ্ধতির মাধ্যমে,SiC ওয়েফাররুক্ষ প্রক্রিয়াকরণ থেকে নির্ভুল মেশিনে বিবর্তিত হয়, শেষ পর্যন্ত উচ্চ-কার্যকারিতা ডিভাইসের জন্য উপযুক্ত একটি সমতল, আয়নার মতো পৃষ্ঠ তৈরি করে। যাইহোক, পালিশ করা ওয়েফারের ঘেরের চারপাশে প্রায়শই তৈরি হওয়া তীক্ষ্ণ প্রান্তগুলিকে সম্বোধন করা অপরিহার্য। এই ধারালো প্রান্তগুলি অন্যান্য বস্তুর সংস্পর্শে ভাঙ্গার জন্য সংবেদনশীল। এই ভঙ্গুরতা প্রশমিত করার জন্য, ওয়েফার পরিধির প্রান্ত নাকাল প্রয়োজন। পরবর্তী ব্যবহারের সময় ওয়েফারের নির্ভরযোগ্যতা এবং নিরাপত্তা নিশ্চিত করার জন্য শিল্পের মান প্রতিষ্ঠিত হয়েছে।

SiC এর ব্যতিক্রমী কঠোরতা এটিকে বিভিন্ন মেশিনিং অ্যাপ্লিকেশনে একটি আদর্শ ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম উপাদান করে তোলে। যাইহোক, এটি ওয়েফারগুলিতে SiC বাউলগুলি প্রক্রিয়াকরণের ক্ষেত্রে চ্যালেঞ্জও উপস্থাপন করে, কারণ এটি একটি সময়সাপেক্ষ এবং জটিল প্রক্রিয়া যা ক্রমাগত অপ্টিমাইজ করা হচ্ছে। ঐতিহ্যগত স্লাইসিং পদ্ধতি উন্নত করার জন্য একটি প্রতিশ্রুতিশীল উদ্ভাবন হল লেজার কাটিয়া প্রযুক্তি। এই কৌশলে, একটি লেজার রশ্মি নলাকার SiC ক্রিস্টালের শীর্ষ থেকে নির্দেশিত হয়, যা স্ফটিকের মধ্যে একটি পরিবর্তিত অঞ্চল তৈরি করতে পছন্দসই কাটিং গভীরতায় ফোকাস করে। সমগ্র পৃষ্ঠ স্ক্যান করে, এই পরিবর্তিত অঞ্চলটি ধীরে ধীরে একটি সমতলে প্রসারিত হয়, যা পাতলা শীটগুলিকে আলাদা করার অনুমতি দেয়। প্রচলিত মাল্টি-ওয়্যার কাটার তুলনায়, যা প্রায়শই উল্লেখযোগ্য কার্ফের ক্ষতি করে এবং পৃষ্ঠের অনিয়ম দেখাতে পারে, লেজার স্লাইসিং উল্লেখযোগ্যভাবে কার্ফের ক্ষতি এবং প্রক্রিয়াকরণের সময়কে হ্রাস করে, এটি ভবিষ্যতের উন্নয়নের জন্য একটি প্রতিশ্রুতিশীল পদ্ধতি হিসাবে অবস্থান করে।

আরেকটি উদ্ভাবনী স্লাইসিং প্রযুক্তি হল বৈদ্যুতিক স্রাব কাটার প্রয়োগ, যা একটি ধাতব তার এবং SiC ক্রিস্টালের মধ্যে স্রাব তৈরি করে। এই পদ্ধতিটি কেরফের ক্ষতি কমাতে সুবিধার গর্ব করে এবং প্রক্রিয়াকরণের দক্ষতা আরও বাড়ায়।

একটি স্বাতন্ত্র্যসূচক পদ্ধতিরSiC ওয়েফারউত্পাদনের মধ্যে একটি ভিন্নধর্মী সাবস্ট্রেটের সাথে SiC একক ক্রিস্টালের একটি পাতলা ফিল্ম মেনে চলা জড়িত, যার ফলে বানোয়াটSiC ওয়েফার. এই বন্ধন এবং বিচ্ছিন্নতা প্রক্রিয়াটি হাইড্রোজেন আয়নগুলিকে পূর্বনির্ধারিত গভীরতায় SiC একক স্ফটিকের মধ্যে ইনজেকশন দিয়ে শুরু হয়। SiC ক্রিস্টাল, এখন একটি আয়ন-ইমপ্লান্টেড স্তর দিয়ে সজ্জিত, একটি মসৃণ সাপোর্টিং সাবস্ট্রেটের উপর স্তরযুক্ত, যেমন পলিক্রিস্টালাইন SiC। চাপ এবং তাপ প্রয়োগ করে, SiC একক ক্রিস্টাল স্তরটি সমর্থনকারী স্তরে স্থানান্তরিত হয়, বিচ্ছিন্নতা সম্পূর্ণ করে। স্থানান্তরিত SiC স্তরটি পৃষ্ঠের সমতলকরণ চিকিত্সার মধ্য দিয়ে যায় এবং বন্ধন প্রক্রিয়ায় পুনরায় ব্যবহার করা যেতে পারে। যদিও সাপোর্টিং সাবস্ট্রেটের খরচ SiC একক ক্রিস্টালের তুলনায় কম, প্রযুক্তিগত চ্যালেঞ্জ রয়ে গেছে। তা সত্ত্বেও, এই এলাকায় গবেষণা ও উন্নয়ন সক্রিয়ভাবে অগ্রসর হতে থাকে, যার লক্ষ্য সামগ্রিক উৎপাদন খরচ কমানো।SiC ওয়েফার.

সংক্ষেপে, এর প্রক্রিয়াকরণSiC একক ক্রিস্টাল সাবস্ট্রেটনাকাল এবং স্লাইসিং থেকে পলিশিং এবং এজ ট্রিটমেন্ট পর্যন্ত একাধিক ধাপ জড়িত। লেজার কাটিং এবং বৈদ্যুতিক ডিসচার্জ মেশিনিংয়ের মতো উদ্ভাবনগুলি দক্ষতার উন্নতি করছে এবং উপাদানের বর্জ্য হ্রাস করছে, যখন সাবস্ট্রেট বন্ধনের নতুন পদ্ধতিগুলি খরচ-কার্যকর ওয়েফার উত্পাদনের বিকল্প পথগুলি অফার করে৷ যেহেতু শিল্প উন্নত কৌশল এবং মানগুলির জন্য প্রচেষ্টা চালিয়ে যাচ্ছে, চূড়ান্ত লক্ষ্য উচ্চ মানের উত্পাদন রয়ে গেছেSiC ওয়েফারযা উন্নত ইলেকট্রনিক ডিভাইসের চাহিদা পূরণ করে।