Gallium nitride chemical mechanical planarization development through tool set-up, process and post cmp cleaning optimization

Bu tez çalışmasında, yeni bir Kimyasal Mekanik Düzlemleme (CMP) prosesi ve tamamlayıcı bir takım kurulumu, düzlemleme sonrası yüzey pürüzlülüğünü kontrol ederken Galyum Nitrat (GaN) malzeme aşınım oranını arttırmak için tanıtılmıştır. Yeni bir süspansiyon akış metodu ve buna ek olarak yeni bir deney düzeneği, proses kimyasının yakın kontrolü ile yüksek malzeme aşınım oranı ve kabul edilebilir yüzey pürüzlülüğünü sağlayacak şekilde kurulmuştur. CMP sonrası temizleme prosedürleri, parçacık ve kontaminasyon gidermenin etkinliğini belirlemek için camlamlarla da çalışılmıştır. CMP sonrası temizliği için yarı iletken kuponun yüzey kalitesini korumaya yardımcı olabilecek yeni bir parçacık giderme işlemi denenmiştir. GaN CMP, yeni geliştirilen bir çalışma alanıdır ve yeni geliştirilen geniş uygulama yelpazesi sayesinde yüksek güç, yüksek frekans ve yüksek sıcaklıktaki mikro elektronik cihaz imalatında dikkat çekmektedir. Geniş bant genişliği enerjisi ve yüksek elektron hareketliliğinden dolayı, GaN, birçok uygulamada tercih edilir. Bunların arasında, engel katmanı olarak kullanıldığı heterojunction alan etkileri transistorleri (HFET) ve benzerleri, AlGaN/GaN güç geçişi sağlayan yüksek elektron hareketlilik transistorleri (HEMT) tampon olarak kullanılır. Fakat, mekanik özellikleri, GaN yüzeyini düzlemek için karmaşık süreçlere ve sarf malzemelerinin etkisiz kullanımına neden olur. Bu nedenle, bu çalışma, prosesin sürdürülebilir hale gelmesi için malzeme aşınım oranlarının arttırılması yoluyla CMP işlem süresinin azaltılması için GaN yarı iletken kuponlarının düzlemleme sürecinin optimizasyonuna odaklanmalıdır.