Sú tenšie oblátky lepšie? Tajomstvo brúsnych kotúčov SiC odhalené

May 09, 2026 Zanechajte správu

Ako polovodičový materiál tretej{0}}generácie má karbid kremíka (SiC) jedinečné vlastnosti. SiC má široké pásmo, vysokú tepelnú vodivosť, vysokú rýchlosť driftu nasýtených elektrónov, silnú odolnosť voči žiareniu a vynikajúcu tepelnú a chemickú stabilitu. Tieto vlastnosti mu poskytujú jedinečné aplikačné výhody vo vysoko-teplotných, vysoko{4}}frekvenčných a{5}}výkonných elektronických zariadeniach a RF zariadeniach, vďaka čomu je sľubný pre použitie v železničnej doprave, nových energetických vozidlách, vysokonapäťových energetických sieťach, 5G komunikácii, letectve a obranných vojenských poliach.

IMG20260107092814

Kvalita povrchu SiC doštičiek, používaných ako materiál zariadenia a substrátu, je mimoriadne dôležitá. Po rezaní ingotov SiC majú výsledné plátky na povrchu stopy po pílení a vrstvy mechanického poškodenia, ktoré zvyšujú mieru zlomenia plátku a výrobné náklady, vážne poškodzujú kryštálovú mriežku plátku a ovplyvňujú výkon zariadenia SiC. Poškodené vrstvy, nečistoty a mikro-defekty na povrchu substrátu môžu viesť k vysokým dislokačným hustotám a deformáciám mriežky v epitaxne pestovaných tenkých filmoch, čo kladie prísne požiadavky na epitaxnú technológiu na dosiahnutie úplne ultra-hladkých povrchov. SiC substráty s vynikajúcim výkonom predstavujú veľké výzvy pri príprave substrátu kvôli ich vysokej tvrdosti, extrémnej odolnosti proti opotrebovaniu, krehkosti a sklonu k praskaniu. Keďže požiadavky tohto odvetvia na kvalitu povrchu plátkov sa neustále zvyšujú, kľúčom k spracovaniu plátkov SiC sa stali špecializované zariadenia na riedenie a-vysokoúčinné technológie brúsenia.

Súčasné hlavné technológie na sploštenie povrchov SiC doštičiek zahŕňajú stenčovanie brúsnych kotúčov, mechanické lapovanie, mechanické leštenie, chemicko-mechanické leštenie (CMP) a chemické leštenie. Spomedzi nich je hlavným krokom proces stenčovania brúsneho kotúča. Používa diamantové brúsne kotúče s jemnou zrnitosťou na precízne-brúsenie doštičiek SiC, efektívne odstraňuje vrstvu poškodenia substrátu, uvoľňuje zvyškové napätie, výrazne zlepšuje kvalitu povrchu doštičky a optimalizuje účinnosť odvodu tepla triesok a nízke-výkonové charakteristiky. Je to nevyhnutný kľúčový krok pri výrobe doštičiek SiC.

Diamant, známy svojou vysokou tvrdosťou, dobrou tepelnou vodivosťou a chemickou stabilitou, je široko používaný pri rezaní a brúsení polovodičových materiálov. Pri procesoch stenčovania plátkov sa na získanie ultra-plochého a defektného{3}} povrchu plátku bez poškodenia zvyčajne používajú diamantové prášky mikro- až nano{5}}veľkosti na výrobu brúsnych kotúčov na stenčenie plátkov. V súčasnosti priemysel väčšinou používa monokryštalické diamantové prášky na výrobu stenčovacích brúsnych kotúčov. Tieto kotúče však majú problémy, ako sú jednotlivé rezné hrany, nedostatočná celková ostrosť, krátka životnosť, nízka efektivita spracovania a nízka presnosť pri stenčovaní plátkov. Preto sa optimalizácia a úprava diamantových brusív stala hlavným smerom výskumu na zlepšenie ostrosti brúsnych kotúčov, predĺženie životnosti a zlepšenie výsledkov spracovania.

Zriedenie plátkov hrá dôležitú úlohu pri výrobe polovodičových čipov. Na jednej strane stenčenie znižuje celkovú hrúbku triesky, čo prospieva odvodu tepla a integrácii; na druhej strane znižuje hrúbku vrstvy poškodenia povrchu a drsnosť povrchu, uvoľňuje vnútorné napätia nahromadené vo vnútri plátku z predchádzajúcich procesov a minimalizuje stupeň odštiepenia jednotlivých triesok pri krájaní. Zriedenie plátkov sa vo všeobecnosti vykonáva rotačným brúsením plátkov. V minulosti sa špičkové-domáce riedenie doštičiek SiC vo veľkej miere spoliehalo na dovážané ultra{4}}precízne zariadenia a diamantové brúsne kotúče z Japonska, ktoré ponúkajú výhody, ako je vysoká účinnosť brúsenia, dlhá životnosť, vysoká presnosť spracovania a nízka miera lámavosti. Domáce zariadenia a brúsne kotúče mali problém splniť potreby špičkových-procesov. S rýchlym rozvojom čínskeho polovodičového priemyslu tretej{8}}generácie začalo mnoho domácich spoločností nezávislý výskum a vývoj stenčovacích strojov a brúsnych kotúčov, čím dosiahli významné prelomy v kľúčových ukazovateľoch, ako je životnosť brúsnych kotúčov, kvalita spracovania plátkov a efektívnosť, čím sa zrýchlilo tempo nahrádzania dovozu.