說到半導體材料,碳化硅(SiC)這幾年可是個大熱門。這種材料耐高溫、耐高壓還抗輻射,特別適合做功率器件。不過SiC晶圓表面經常會有污染物和氧化物,傳統清洗方法效果一般,這時候H2等離子火焰處理技術就派上用場了。

這種技術說白了就是用氫氣在真空環境里產生等離子體,讓這些帶電粒子去轟擊SiC表面。氫離子特別活潑,碰到污染物就跟它們發生化學反應,把臟東西變成氣體揮發掉。整個過程不需要強酸強堿,也不會損傷晶圓表面,比傳統濕法清洗安全多了。深圳誠峰智造這類專業廠商的設備還能精確控制等離子體參數,處理效果特別均勻。
H2等離子處理最厲害的地方在于它能選擇性清除不同污染物。比如氧離子沾在SiC表面會形成氧化層,氫等離子體就能把氧原子拽下來變成水蒸氣跑掉。有些金屬污染物靠物理轟擊就能打掉,而有機物污染物會被分解成二氧化碳和水。整個過程在300-500℃就能完成,比高溫退火節能多了。
現在很多半導體廠都在用這種技術處理4英寸和6英寸SiC晶圓。經過處理的晶圓表面能降到0.5nm以下的粗糙度,界面態密度也能降一個數量級。這對做MOSFET這類器件特別重要,因為干凈的表面能讓電子跑得更順暢。有些廠家還開發了在線式處理設備,可以直接整合到生產線里。
要說這技術的缺點,主要是設備投入比較大。不過算長遠賬的話,省下的化學藥劑成本和環保費用反而更劃算。隨著第三代半導體越來越火,這種干法清洗技術肯定會更普及。下次看到SiC功率器件,說不定就是經過氫等離子體"洗澡"的。



