Siliciumcarbide, de opkomende ster van de halfgeleidermateriaalindustrie, leidt geleidelijk de innovatietrend van de micro-elektronicatechnologie met zijn uitstekende prestatie-indicatoren. De unieke thermische geleidbaarheid, die veel beter is dan die van traditionele halfgeleidermaterialen, biedt de mogelijkheid voor een efficiënte warmteafvoer, vooral bij elektronische apparaten met een hoog vermogen die ongeëvenaarde voordelen bieden. In combinatie met de kenmerken van de brede bandafstand kan het siliciumcarbidesubstraat stabiele elektrische prestaties handhaven in extreme omgevingen en wordt het niet beïnvloed door temperatuurschommelingen, waardoor het toepassingsbereik in hoogwaardige toepassingen zoals de lucht- en ruimtevaart aanzienlijk wordt vergroot. nieuwe energievoertuigen. Bovendien hebben de twee belangrijkste parameters van een elektrisch veld met hoge doorslag en een hoge elektronenmobiliteit een solide basis gelegd voor de toepassing van siliciumcarbide in elektronische apparaten met hoge frequentie en hoge spanning, zoals vermogenselektronische omzetters, RF-communicatieapparatuur, enz. , en hebben daardoor een sprong in prestatie gerealiseerd.
De brede toepassing van siliciumcarbide beperkt zich niet alleen tot de bovengenoemde hoogwaardige velden, maar gaat ook diep in op veel kernschakels van de halfgeleiderindustrieketen, onder meer als substraatmateriaal voor hoogwaardige chips, die complexere circuitstructuren ondersteunen; In het epitaxiale groeiproces bevorderen de stabiele substraateigenschappen de groei van films van hoge kwaliteit, wat een mogelijkheid biedt voor de optimalisatie van de apparaatprestaties. In de ontwerpfase van apparaten inspireren de kenmerken van siliciumcarbide ontwerpers tot onbeperkte creativiteit, waardoor meer innovatieve, hoogwaardige halfgeleiderproducten ontstaan; In de fase van de wafelproductie heeft de introductie van siliciumcarbide hogere eisen aan het productieproces gesteld en de technologische vooruitgang van de gehele halfgeleiderindustrie bevorderd.
Het is echter precies zo'n bijna perfect materiaal; de extreem hoge hardheid - de hardheid van Moh die dicht bij diamant ligt - is een groot probleem geworden, waardoor de brede toepassing ervan wordt beperkt. Bij het precisiebewerkingsproces maakt de hardheid van siliciumcarbide de traditionele polijst- en slijptechnologie moeilijk weer te geven, niet alleen is de verwerkingsefficiëntie laag, maar kan dit er ook gemakkelijk toe leiden dat de oppervlaktekwaliteit niet op peil is, waardoor de productiekosten stijgen. Daarom is de manier waarop het probleem van de verwerking van siliciumcarbide kan worden overwonnen een van de sleuteltechnologieën geworden die dringend moeten worden opgelost op het gebied van halfgeleidermaterialen. Onderzoekers onderzoeken voortdurend nieuwe verwerkingsmethoden, zoals het gebruik van geavanceerde chemisch-mechanische polijsttechnologie, laserverwerkingstechnologie, enz., om tegelijkertijd de verwerkingsnauwkeurigheid te garanderen, de verwerkingsefficiëntie te verbeteren en de toepassing en ontwikkeling van silicium te bevorderen. carbidematerialen op een breder scala aan gebieden.
Sol-gel polijsttechnologie is een groene en efficiënte polijstmethode, door het gebruik van semi-geconsolideerde schuurmiddelen en flexibele substraten, dankzij de flexibele eigenschappen van de zachte matrix, wordt het "tolerantie" effect van de schurende deeltjes bereikt om ultra -glad oppervlak met lage defectdichtheid op het extreem harde halfgeleidersubstraat. Deze methode combineert chemische en mechanische actie om extreem harde halfgeleidersubstraten effectief te polijsten zonder ernstige schade aan het oppervlak of de ondergrond te veroorzaken. Vergeleken met traditionele CMP kan de sol-gel-polijsttechnologie de oppervlakteruwheid in korte tijd aanzienlijk verminderen en een hogere materiaalafname bereiken. Vanwege zijn goede flexibiliteit kan de zachte matrix onder een lagere polijstdruk werken, de drukbehoefte op het werkstuk en de apparatuur verminderen, de slijtage en het afvallen van het slijtagedeeltje verminderen en de levensduur van het slijtagedeeltje verlengen. Het precursormateriaal (meestal een metaal-organische verbinding) wordt omgezet in sol, dat door hydrolyse- en condensatiereacties een gel vormt. In de sol-gel polijstpad worden de slijtagedeeltjes gedeeltelijk gefixeerd in de gelmatrix, wat voor een bepaalde mechanische sterkte kan zorgen terwijl de beweging van de slijtagedeeltjes behouden blijft. Binnenlandse wetenschappers gebruikten deze technologie om het HTHP-kristaldiamantoppervlak (111) te verwerken, waarbij 22 uur werd gepolijst, de oppervlakteruwheid van 230 nm tot 1,3 nm. Het capaciteitseffect verwijst overigens naar dat tijdens het polijstproces, wanneer het schuurmiddel het bewerkte oppervlak raakt, vanwege de aanwezigheid van een zachte matrix, het meer prominente schuurmiddel een terugslag kan veroorzaken, waardoor ervoor wordt gezorgd dat het oppervlakteschuurmiddel het werkstuk ongeveer kan verwerken. in hetzelfde horizontale vlak, waardoor de schade van het grotere schuurmiddel aan het bewerkte oppervlak wordt vermeden en een uniforme materiaalverwijdering wordt verkregen. Er wordt een beter polijsteffect bereikt.
Samenvattend is siliciumcarbide, als nieuwe ster in de halfgeleidermateriaalindustrie, toonaangevend in de innovatie van de micro-elektronicatechnologie met zijn unieke prestatievoordelen. De brede toepassing ervan bevordert niet alleen de technologische vooruitgang in het hogere segment, maar heeft ook een diepgaande invloed op elke schakel van de keten van de halfgeleiderindustrie. De hoge hardheidseigenschappen van siliciumcarbide vormen echter ook uitdagingen voor de verwerking ervan. In het licht van dit probleem onderzoeken onderzoekers actief innovatieve oplossingen, zoals de sol-gel-polijsttechnologie. Deze opkomende technologieën verbeteren niet alleen de verwerkingsefficiëntie en oppervlaktekwaliteit, maar openen ook nieuwe manieren voor de toepassing en ontwikkeling van siliciumcarbidematerialen in een breder scala aan velden. Met de voortdurende vooruitgang van de technologie zullen siliciumcarbidematerialen zeker een belangrijkere rol spelen op het toekomstige gebied van wetenschap en technologie.
