Teknologi Penggilapan SiC Baharu Meningkatkan Kecekapan sebanyak 10 Kali ganda!
Dengan kemajuan pesat teknologi semikonduktor, silikon karbida (SiC) muncul sebagai titik fokus dalam komuniti penyelidikan kerana sifat bahan berprestasi tinggi yang unggul. Walau bagaimanapun, kekerasannya yang luar biasa dan kestabilan kimia, walaupun berfaedah, memberikan cabaran yang ketara kepada proses penggilapan. Khususnya dalam pembuatan wafer yang tepat, kaedah penggilap mekanikal kimia (CMP) tradisional menghadapi cabaran yang serius, termasuk cara menghapuskan kecacatan permukaan dengan berkesan dan meningkatkan kecekapan penyingkiran bahan.
Baru-baru ini, pasukan penyelidik di Universiti Ritsumeikan di Jepun membangunkan teknologi Penggilapan Mekanikal Elektrokimia (ECMP) baharu, mencapai kadar penyingkiran bahan kira-kira 15 μm/j, meningkatkan penggilapan SiC dengan ketara.
Teknologi ini melibatkan penggunaan substrat silikon karbida sebagai anod dan meletakkan pad bahan komposit SPE/CeO2 di antara substrat dan plat penggilap (katod). Apabila voltan pincang digunakan, permukaan silikon karbida mengalami tindak balas elektrolitik dengan SPE, membentuk lapisan oksida yang mudah ditanggalkan. Lapisan oksida ini kemudiannya dikeluarkan oleh zarah CeO2 dalam pad.
Perubahan dalam Morfologi Permukaan Silicon Carbide dengan ECMP (Kiri) dan
Imej AFM bagi Permukaan Silicon Carbide (0001) yang dirawat ECMP (Kanan)
Kelebihan ECMP
• Mesra Alam dan Cekap:Teknologi ECMP mengelakkan penggunaan bahan kimia cecair berbahaya, mengurangkan kesan alam sekitar.
• Kadar Penyingkiran Tinggi:Teknologi ini mencapai kadar penyingkiran bahan (MRR) kira-kira 15 μm/j, iaitu sepuluh kali ganda daripada CMP tradisional.
• Kualiti Tinggi:Permukaan substrat silikon karbida yang dirawat dengan ECMP adalah licin, dengan kekasaran dikurangkan kepada tahap sub-nanometer.
Apakah ECMP?
Kadar penyingkiran bahan semasa dan kekasaran permukaan yang dicapai oleh penggilap mekanikal kimia sukar untuk diperbaiki dengan ketara dengan hanya mengubah proses. Menambah CMP dengan peningkatan tambahan telah menjadi pilihan optimum untuk meningkatkan kadar penyingkiran bahan dengan ketara dan mengurangkan kekasaran permukaan dalam beberapa tahun kebelakangan ini.
ECMP ialah proses tepat yang menggabungkan kakisan elektrokimia dengan penggilap mekanikal, menggunakan elektrolit sebagai cecair penggilap. Selepas mengecas secara elektrik permukaan kristal tunggal SiC (sebagai anod), lapisan oksida terbentuk melalui pengoksidaan anodik, yang kemudiannya dikeluarkan secara mekanikal dengan pelelas lembut, menghasilkan permukaan yang sangat licin dan bebas kerosakan. Teknik ini biasanya digunakan untuk menghasilkan permukaan dengan kilauan yang sukar dicapai melalui penggilap mekanikal sahaja.
Walau bagaimanapun, apabila menggunakan kaedah ini, jika arus anod lemah, kualiti permukaan yang diproses adalah baik, tetapi kadar penyingkiran bahan berubah sedikit; jika arus anod kuat, kadar penyingkiran bahan meningkat dengan ketara, tetapi arus anod yang terlalu kuat boleh menyebabkan penurunan ketepatan permukaan dan keliangan. Oleh itu, kunci untuk mencapai permukaan licin dengan cekap apabila menggunakan medan elektrik luaran untuk penggilap mekanikal elektrokimia ialah mengimbangi kadar pengoksidaan dan kadar penyingkiran bahan lapisan permukaan bahagian ujian.
Semasa eksperimen mereka, pasukan mula-mula mengkaji kesan ketumpatan arus elektrolitik pada kadar penyingkiran bahan substrat silikon karbida dan mendapati bahawa MRR adalah berkadar dengan ketumpatan arus elektrolitik, mencapai ketepuan pada ketumpatan arus tertentu. Apabila ketumpatan arus elektrolitik di bawah 10 mA/cm², MRR meningkat dengan ketumpatan arus. Di atas 15 mA/cm², MRR mencapai ketepuan, dan kecekapan Faraday mula menurun, menunjukkan bahawa peningkatan lagi ketumpatan arus tidak membawa kecekapan penyingkiran bahan yang lebih tinggi.
Pada masa ini, CMP ialah kaedah yang paling mudah dan paling mudah dilaksanakan dalam kedua-dua persediaan prinsip dan percubaan. Walau bagaimanapun, cecair penggilap biasanya mengandungi asid, bes dan pengoksida yang kuat, yang menimbulkan risiko kepada alam sekitar dan penguji, dan kecekapan penggilapannya telah mencapai kesesakan.
Kaedah penggilap mekanikal kimia yang dipertingkatkan seperti ECMP semakin mendapat perhatian. Dengan rangkaian aplikasi peranti SiC yang semakin meluas, permintaan yang lebih tinggi diletakkan pada kecekapan pemprosesan dan kualiti permukaan substrat SiC. Teknologi baharu ini bukan sahaja memastikan kecekapan pemprosesan dan kualiti permukaan tetapi juga menyuntik momentum baharu ke dalam pembangunan hijau pembuatan substrat SiC.
Sumber:
Pakar Semikonduktor Generasi Ketiga
Zhuangzhi Tian et al.: Kemajuan Penyelidikan tentang Pemprosesan Ultra-Ketepatan bagi Single-SiC
XIAMEN MASCERA TECHNOLOGY CO., LTD. ialah pembekal terkemuka dan boleh dipercayai yang mengkhusus dalam pembuatan dan penjualan alat ganti seramik teknikal. Kami menyediakan pengeluaran tersuai dan pemesinan berketepatan tinggi untuk pelbagai siri bahan seramik berprestasi tinggi termasuk seramik alumina, seramik zirkonia, silikon nitrida, boron nitrida , aluminium nitrida dan seramik kaca boleh dimesin. Pada masa ini, alat ganti seramik kami boleh didapati dalam banyak industri seperti mekanikal, kimia, perubatan, semikonduktor, kenderaan, elektronik, metalurgi dan lain-lain. Misi kami adalah untuk menyediakan bahagian seramik berkualiti terbaik untuk pengguna global dan kami amat berbesar hati untuk melihat seramik kami. bahagian berfungsi dengan cekap dalam aplikasi khusus pelanggan. Kami boleh bekerjasama dalam kedua-dua prototaip dan pengeluaran besar-besaran, dialu-alukan untuk menghubungi kami jika anda mempunyai permintaan.
