Tecnologia de processamento de semicondutores de arsenieto de gálio (GaAs)
Introdução
Requisitos de aplicação
Especificações do sistema
Fluxo de processamento
Caso do cliente
O arsenieto de gálio (GaAs) é amplamente utilizado em comunicações de alta-frequência, conversão fotoelétrica, células solares e dispositivos de micro-ondas devido à sua alta mobilidade de elétrons, bandgap direto e excelente desempenho de RF. Dispositivos baseados em GaAs-desempenham um papel insubstituível na comunicação 5G, sistemas de radar e circuitos optoeletrônicos integrados. Para atender às demandas de fabricação de dispositivos de alto-desempenho, os wafers de GaAs exigem retificação de precisão para remover danos de corte, seguido de polimento químico-mecânico (CMP) para obter uma superfície ultra-lisa, garantindo a precisão e a confiabilidade da fabricação subsequente do dispositivo.
Requisitos de aplicação
O processamento de wafer GaAs deve atingir os seguintes objetivos:
Rugosidade da superfície: Pós-polimento Ra menor ou igual a 1 nm
Variação total da espessura (TTV): TTV final do wafer menor ou igual a 2 µm
Controle de Espessura: Espessura alvo 150 µm (sujeito aos requisitos do cliente)
Planicidade da borda: evita lascas e garante a integridade da área do dispositivo.
Especificações do sistema
O sistema de lapidação e polimento de precisão HSM oferece uma solução-completa de processo.
Fluxo de processamento
Preparação para lapidação
Use um medidor de teste de planicidade para calibrar a convexidade da placa de lapidação de vidro (usada para compensar os efeitos de polimento da borda).
Carregue o wafer GaAs no equipamento dedicado (ASJ). Execute lapidação de dois-estágios usando pasta de alumina:
Etapa 1: Remover danos anteriores, reduzindo a rugosidade para 250-350 nm.
Etapa 2: Melhorar o nivelamento, alcançando rugosidade de 200-350 nm e TTV menor ou igual a 3 µm.
Nota: O tamanho da partícula abrasiva deve ser determinado com base na espessura inicial e final da amostra; não há tamanho de abrasivo fixo.
Preparação de polimento
Substitua a placa de moagem por uma almofada de polimento e troque o abrasivo por pasta de polimento especializada HSM.
Controle os principais parâmetros através da interface gráfica:
Velocidade da placa de polimento: Menor ou igual a 100 rpm
Taxa de fluxo de polpa: monitorada por um sistema-de controle de alimentação por gotejamento em tempo real (reduz o desperdício)
Carga de pressão: Ajustada dinamicamente com base nos requisitos de espessura.
Alvo: Remover danos na sub-superfície e obter uma superfície atomicamente lisa (Ra menor ou igual a 1 nm).
Resultados
Os wafers GaAs de 4- polegadas processados pelo sistema HSM-LP obtiveram o seguinte desempenho:
Caso do cliente
Um cliente usou o sistema-LP HSM para processar um wafer GaAs de 3 polegadas. O processo e os resultados são os seguintes:
Moagem-em dois estágios:
A convexidade da placa de retificação é calibrada para a curvatura alvo, controlando efetivamente o empenamento das bordas.
Material removido passo a passo com pasta de alumina, TTV estabilizado em 3 µm.
Polimento:
Taxa de fluxo da pasta de polimento ajustada para 50 ml/min, velocidade da prensa a 80 rpm.
Rugosidade superficial reduzida de 250 nm para 0,8 nm (verificada por Interferômetro de Luz Branca).
Métricas Finais:
Espessura: 150 ± 0,5 µm
Planicidade: TTV menor ou igual a 1 µm
Integridade da borda: Sem lascas, boa planicidade da borda.
Validação Técnica
Esquema: morfologia da superfície do wafer GaAs após processamento pelo sistema HSM-LP.
Notas:
Equipamento de medição: Interferômetro de luz branca Bruker ContourGT
Rendimento total-do processo: maior ou igual a 96% (tamanho do lote de 30 wafers)
