Микропорошок зелёного карбида кремния (SiC) играет важнейшую роль в полупроводниковой промышленности , особенно в обработке пластин, силовой электронике и современной корпусной промышленности , благодаря своей исключительной твёрдости, теплопроводности и химической стабильности. Ниже перечислены его основные области применения и технологические преимущества:
1. Основные области применения в производстве полупроводников
(1) Шлифовка и полировка пластин
Пластины из кремния (Si) и карбида кремния (SiC) :
Используется при грубой притирке (W20-W10) для удаления следов пилы и достижения плоскостности.
Финишная полировка (W1,5-W0,5) для получения сверхгладких поверхностей (Ra < 0,5 нм) при производстве эпитаксиальных пластин SiC.
Полупроводниковые соединения (GaAs, GaN) :
Необходим для полировки подложек GaN-on-SiC для высокочастотных/РЧ-устройств.
(2) Нарезка кубиками и кусочками
Лезвия для нарезки вафель :
Смешивается со связующими на основе смолы для создания режущих пластин из SiC и GaN (уменьшает сколы).
Помощь при лазерной нарезке :
Действует как абразив при лазерном термическом растрескивании, обеспечивая чистые кромки среза.
(3) Терморегулирование
Материалы термического интерфейса (TIM) :
Добавляется в термопасты/прокладки для улучшения рассеивания тепла в мощных устройствах (например, IGBT, SiC MOSFET).
Теплоотводящие покрытия :
Плазменные покрытия SiC улучшают эффективность теплораспределителя.
(4) ХМП (химико-механическая планаризация)
Добавка к шламу :
В сочетании с окислителями (например, H₂O₂) полирует подложки из SiC и сапфира при изготовлении светодиодов/HEMT.
2. Преимущества экологичного SiC
| Свойство | Преимущества в полупроводниковых приложениях |
|---|---|
| Высокая твердость (9,2 по шкале Мооса) | Эффективно для обработки сверхтвердых пластин SiC/GaN. |
| Высокая теплопроводность (120 Вт/м·К) | Улучшает рассеивание тепла в силовой электронике. |
| Химическая инертность | Устойчив к реакциям с кислотами/щелочами при влажном травлении. |
| Контролируемая чистота (≥99,9%) | Предотвращает загрязнение металлами (Fe, Al < 50 ppm). |
| Контролируемый размер частиц (0,1–50 мкм) | Подходит для доводки (грубой) и CMP (тонкой). |
3. Критические параметры процесса
Полировка :
Для пластин SiC: коллоидный диоксид кремния + суспензия SiC , pH 10–11, 30–60 об/мин.
Нарезка кубиками :
Состав лезвия: 30–50% SiC, связующее вещество – смола, скорость шпинделя 30 000 об/мин.
Термопасты :
Оптимальная загрузка: 15–25% микропорошка SiC (3–5 мкм) в силиконовой матрице.
4. Новые приложения
Силовые устройства SiC :
Используется при утончении подложки для вертикальных SiC MOSFET (повышение выхода годных).
Расширенная упаковка :
Повышает надежность упаковки на уровне пластины с разветвлением (FOWLP) за счет уменьшения коробления.
Квантовые вычисления :
Полирует сверхпроводящие кубитные подложки (например, Nb на SiC).