碳化硅晶圆清洗的方法

碳化硅晶圆清洗的方法

碳化硅具有宽禁带的特点，因此碳化硅有望成为下一代功率器件的优秀材料，RCA清洗通常用于Si晶圆制造，但这类清洗针对Si晶圆进行的优化。目前尚不清楚RCA清洁是否适用于SiC晶圆，因为SiC的表面与Si表面不同。我们用X射线光电子能谱（XPS）测量了RCA清洗后的SiC表面，结果表明氟与SiC中的碳进行了化学结合。此外，计算机仿真证实，RCA清洗后SiC的带隙特性变窄。这些结果表明，在RCA清洗过程中HF溶液中的浸渍处理会损坏SiC，所以在这里小编给大家介绍一种新的清洁方法，该方法使用不含HF的过渡金属络合物的活化过氧化氢来去除SiC表面的颗粒和金属。

RCA清洗和新清洗方法的比较如图1所示。为了评估模型晶圆（1cm2的切割晶圆）表面的表面清洁度，我们使用了水接触角和AFM测量方法，还使用科磊的Candela表面缺陷检测系统来评估3英寸晶圆，并通过全反射X射线荧光光谱（TXRF）计算晶圆表面上的金属量。

▲图1. 两种清洗方法比较

图2a所示，AFM数据显示清洗前的SiC模型晶圆表面可以看到许多颗粒。纯水的接触角为70°，检测到疏水蜡。RCA清洗后，一些颗粒残留在表面上（图2b）。然而，在新的清洁方法之后，未观察到任何颗粒（图2c），并且接触角减小到42°。我们确认不仅可以从SiC晶圆表面去除颗粒，还可以去除蜡。使用这种新的清洁方法，减少了清洗步骤数，并不再使用HF。

▲图2. 模型晶圆SiC表面的AFM图像

(a)清洗前；(b)RCA清洗后；(c)新方法清洗后

图3显示了3英寸SiC晶圆表面的Candela图像。经新方法清洗后，颗粒数明显减少。这一结果支持了AFM图像（图2）。我们估计铜络合物作为催化剂控制了过氧化氢自由基的产生，而自由基是去除SiC表面颗粒的重要因素。

▲图3. SiC晶圆表面的Candela图像

(a)清洗前；(b)新方法清洗后

图4为新方法清洗后的SiC晶圆上金属元素的谱图。我们在清洗过程中使用了铜络合物，但晶圆表面没有检测到铜。同样，清洗后的晶圆表面也没有检测到其他金属

▲图4. SiC晶圆上微量元素的TXRF谱图

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