Galliumarsenid (GaAs)-Halbleiterverarbeitungstechnologie
Einführung
Bewerbungsvoraussetzungen
Systemspezifikationen
Verarbeitungsablauf
Kundenfall
Galliumarsenid (GaAs) wird aufgrund seiner hohen Elektronenmobilität, direkten Bandlücke und hervorragenden HF-Leistung häufig in der Hochfrequenzkommunikation, der fotoelektrischen Umwandlung, Solarzellen und Mikrowellengeräten verwendet. GaAs-basierte Geräte spielen eine unersetzliche Rolle in der 5G-Kommunikation, Radarsystemen und integrierten optoelektronischen Schaltkreisen. Um den Anforderungen der Herstellung von Hochleistungsgeräten gerecht zu werden, müssen GaAs-Wafer präzise geschliffen werden, um Schnittschäden zu entfernen, gefolgt von chemisch-mechanischem Polieren (CMP), um eine ultraglatte Oberfläche zu erzielen und die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der anschließenden Geräteherstellung sicherzustellen.
Bewerbungsvoraussetzungen
Die GaAs-Waferverarbeitung muss folgende Ziele erreichen:
Oberflächenrauheit: Nach-Polieren Ra Kleiner oder gleich 1 nm
Gesamtdickenschwankung (TTV): Endgültige Wafer-TTV kleiner oder gleich 2 µm
Dickenkontrolle: Zieldicke 150 µm (je nach Kundenwunsch)
Kantenebenheit: Verhindern Sie Absplitterungen und stellen Sie die Integrität des Gerätebereichs sicher.
Systemspezifikationen
Das HSM-Präzisions-Läpp- und Poliersystem bietet eine vollständige Prozesslösung.
Verarbeitungsablauf
Vorbereitung zum Läppen
Verwenden Sie eine Ebenheitsprüflehre, um die Konvexität der Glasläppplatte zu kalibrieren (zur Kompensation von Polierkanteneffekten).
Laden Sie den GaAs-Wafer auf die dafür vorgesehene Vorrichtung (ASJ). Führen Sie ein zweistufiges Läppen mit Aluminiumoxidaufschlämmung durch:
Stufe 1: Vorherige Schäden entfernen und die Rauheit auf 250–350 nm reduzieren.
Stufe 2: Verbessern Sie die Ebenheit und erreichen Sie eine Rauheit von 200–350 nm und einen TTV von weniger als oder gleich 3 µm.
Hinweis: Die Schleifpartikelgröße sollte auf der Grundlage der Anfangs- und Enddicke der Probe bestimmt werden; Es gibt keine feste Schleifmittelgröße.
Poliervorbereitung
Ersetzen Sie den Schleifteller durch ein Polierpad und stellen Sie das Schleifmittel auf HSM-Spezialpolierpaste um.
Steuern Sie wichtige Parameter über die grafische Oberfläche:
Polierplattengeschwindigkeit: Weniger als oder gleich 100 U/min
Schlammdurchflussrate: Überwacht durch ein Echtzeit-Tropfzufuhr-Kontrollsystem (reduziert Abfall)
Druckbelastung: Dynamisch angepasst an die Dickenanforderungen.
Ziel: Schäden unterhalb der Oberfläche beseitigen und eine atomar glatte Oberfläche erzielen (Ra kleiner oder gleich 1 nm).
Ergebnisse
Die vom HSM-LP-System verarbeiteten 4--Zoll-GaAs-Wafer erzielten die folgende Leistung:
Kundenfall
Ein Kunde nutzte das HSM-LP-System zur Bearbeitung eines 3-Zoll-GaAs-Wafers. Der Ablauf und die Ergebnisse sind wie folgt:
Zwei-Stufenschleifen:
Die Konvexität der Schleifplatte ist auf die Zielkrümmung kalibriert, wodurch Kantenverzug effektiv kontrolliert wird.
Material schrittweise mit Aluminiumoxidaufschlämmung entfernt, TTV auf 3 µm stabilisiert.
Polieren:
Durchflussrate der Polierflüssigkeit auf 50 ml/min eingestellt, Plattengeschwindigkeit auf 80 U/min.
Die Oberflächenrauheit wurde von 250 nm auf 0,8 nm reduziert (überprüft durch Weißlichtinterferometer).
Endgültige Kennzahlen:
Dicke: 150 ± 0,5 µm
Ebenheit: TTV Kleiner oder gleich 1 µm
Kantenintegrität: Kein Absplittern, gute Kantenebenheit.
Technische Validierung
Schema: Oberflächenmorphologie des GaAs-Wafers nach der Bearbeitung durch das HSM-LP-System.
Anmerkungen:
Messausrüstung: Bruker ContourGT Weißlichtinterferometer
Vollständig-Prozessausbeute: Größer oder gleich 96 % (Chargengröße von 30 Wafern)
