碳化硅晶圓清洗的方法

碳化硅具有寬禁帶的特點(diǎn)，因此碳化硅有望成為下一代功率器件的優(yōu)秀材料，RCA清洗通常用于Si晶圓制造，但這類(lèi)清洗針對(duì)Si晶圓進(jìn)行的優(yōu)化。目前尚不清楚RCA清潔是否適用于SiC晶圓，因?yàn)镾iC的表面與Si表面不同。我們用X射線光電子能譜（XPS）測(cè)量了RCA清洗后的SiC表面，結(jié)果表明氟與SiC中的碳進(jìn)行了化學(xué)結(jié)合。此外，計(jì)算機(jī)仿真證實(shí)，RCA清洗后SiC的帶隙特性變窄。這些結(jié)果表明，在RCA清洗過(guò)程中HF溶液中的浸漬處理會(huì)損壞SiC，所以在這里小編給大家介紹一種新的清潔方法，該方法使用不含HF的過(guò)渡金屬絡(luò)合物的活化過(guò)氧化氫來(lái)去除SiC表面的顆粒和金屬。

RCA清洗和新清洗方法的比較如圖1所示。為了評(píng)估模型晶圓（1cm2的切割晶圓）表面的表面清潔度，我們使用了水接觸角和AFM測(cè)量方法，還使用科磊的Candela表面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)來(lái)評(píng)估3英寸晶圓，并通過(guò)全反射X射線熒光光譜（TXRF）計(jì)算晶圓表面上的金屬量。

▲圖1. 兩種清洗方法比較

圖2a所示，AFM數(shù)據(jù)顯示清洗前的SiC模型晶圓表面可以看到許多顆粒。純水的接觸角為70°，檢測(cè)到疏水蠟。RCA清洗后，一些顆粒殘留在表面上（圖2b）。然而，在新的清潔方法之后，未觀察到任何顆粒（圖2c），并且接觸角減小到42°。我們確認(rèn)不僅可以從SiC晶圓表面去除顆粒，還可以去除蠟。使用這種新的清潔方法，減少了清洗步驟數(shù)，并不再使用HF。

▲圖2. 模型晶圓SiC表面的AFM圖像

(a)清洗前；(b)RCA清洗后；(c)新方法清洗后

圖3顯示了3英寸SiC晶圓表面的Candela圖像。經(jīng)新方法清洗后，顆粒數(shù)明顯減少。這一結(jié)果支持了AFM圖像（圖2）。我們估計(jì)銅絡(luò)合物作為催化劑控制了過(guò)氧化氫自由基的產(chǎn)生，而自由基是去除SiC表面顆粒的重要因素。

▲圖3. SiC晶圓表面的Candela圖像

(a)清洗前；(b)新方法清洗后

圖4為新方法清洗后的SiC晶圓上金屬元素的譜圖。我們?cè)谇逑催^(guò)程中使用了銅絡(luò)合物，但晶圓表面沒(méi)有檢測(cè)到銅。同樣，清洗后的晶圓表面也沒(méi)有檢測(cè)到其他金屬

▲圖4. SiC晶圓上微量元素的TXRF譜圖

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