Новая технология полировки Карбид кремния повышает эффективность в 10 раз!
Благодаря быстрому развитию полупроводниковых технологий карбид кремния (Карбид кремния) становится центром внимания исследовательского сообщества благодаря своим превосходным свойствам материала с высокими эксплуатационными характеристиками. Однако его исключительная твердость и химическая стабильность, хотя и являются преимуществами, создают серьезные проблемы для процессов полировки. В частности, при точном производстве пластин традиционные методы химико-механической полировки (ХМП) сталкиваются с серьезными проблемами, в том числе с тем, как эффективно устранить поверхностные дефекты и повысить эффективность удаления материала.
Недавно исследовательская группа из Университета Рицумейкан в Японии разработала новую технологию электрохимической механической полировки (ECMP), позволяющую достичь скорости съема материала примерно 15 мкм/ч, что значительно улучшает полировку Карбид кремния.
Эта технология предполагает использование подложки из карбида кремния в качестве анода и размещение прокладки из композитного материала SPE/СеО2 между подложкой и полирующей пластиной (катодом). При приложении напряжения смещения поверхность карбида кремния вступает в электролитическую реакцию с ТФЭ, образуя легко удаляемый оксидный слой. Этот оксидный слой затем удаляется частицами СеО2 в подушке.
Изменение морфологии поверхности карбида кремния при ЭКМП (слева) и
АСМ-изображение поверхности карбида кремния (0001), обработанного ECMP (справа)
Преимущества ECMP
• Экологически чистый и эффективный:Технология ECMP позволяет избежать использования вредных жидких химикатов, снижая воздействие на окружающую среду.
• Высокая скорость удаления:Эта технология обеспечивает скорость удаления материала (МРР) примерно 15 мкм/ч, что в десять раз превышает скорость традиционного КМП.
• Высокое качество:Поверхность подложки из карбида кремния, обработанной ECMP, гладкая, а шероховатость уменьшена до субнанометрового уровня.
Что такое ЭКМП?
Текущую скорость съема материала и шероховатость поверхности, достигаемую с помощью химико-механической полировки, трудно значительно улучшить, просто изменив процесс. Дополнение КМП дополнительными усовершенствованиями в последние годы стало оптимальным выбором для существенного увеличения скорости съема материала и снижения шероховатости поверхности.
ECMP — это точный процесс, сочетающий в себе электрохимическую коррозию и механическую полировку с использованием электролита в качестве полирующей жидкости. После электрического заряда поверхности монокристаллического Карбид кремния (в качестве анода) посредством анодного окисления образуется оксидный слой, который затем механически удаляется мягкими абразивами, в результате чего получается сверхгладкая и неповрежденная поверхность. Этот метод обычно используется для получения поверхностей с блеском, которого трудно добиться только механической полировкой.
Однако при использовании этого метода, если анодный ток слабый, качество обрабатываемой поверхности хорошее, но скорость съема материала меняется мало; если анодный ток сильный, скорость удаления материала значительно увеличивается, но слишком сильный анодный ток может привести к снижению точности поверхности и пористости. Таким образом, ключом к эффективному достижению гладкой поверхности при приложении внешнего электрического поля для электрохимической механической полировки является баланс между скоростью окисления и скоростью удаления материала с поверхностного слоя испытуемого образца.
В ходе своих экспериментов команда сначала изучила влияние плотности электролитического тока на скорость удаления материала с подложек из карбида кремния и обнаружила, что МРР пропорционален плотности электролитического тока, достигая насыщения при определенной плотности тока. Когда плотность электролитического тока ниже 10 мА/см², МРР увеличивается с увеличением плотности тока. Выше 15 мА/см² МРР достигает насыщения, и эффективность Фарадея начинает снижаться, что указывает на то, что дальнейшее увеличение плотности тока не приводит к повышению эффективности удаления материала.
В настоящее время ХМП является наиболее простым и легко реализуемым методом как в принципе, так и в экспериментальной установке. Однако полировочные жидкости обычно содержат сильные кислоты, основания и окислители, которые представляют опасность для окружающей среды и экспериментаторов, а эффективность полировки достигла узкого места.
Усовершенствованные методы химико-механической полировки, такие как ECMP, привлекают все больше внимания. С расширением диапазона применения устройств Карбид кремния предъявляются более высокие требования к эффективности обработки и качеству поверхности подложек Карбид кремния. Эта новая технология не только обеспечивает эффективность обработки и качество поверхности, но также придаёт новый импульс экологически безопасному развитию производства подложек Карбид кремния.
Источник:
Эксперт по полупроводникам третьего поколения
Чжуанжи Тянь и др.: Прогресс исследований в области сверхточной обработки одиночного Карбид кремния
СЯМЭНЬ МАСКЕРА ТЕХНОЛОДЖИ КО., ЛТД. является авторитетным и надежным поставщиком, специализирующимся на производстве и продаже технических керамических деталей. Мы обеспечиваем индивидуальное производство и высокоточную обработку широкого спектра высокоэффективных керамических материалов, включая глиноземная керамика, циркониевая керамика, нитрид кремния, Карбид кремния, нитрид бора, нитрид алюминия и обрабатываемая стеклокерамика. В настоящее время наши керамические детали можно найти во многих отраслях промышленности, таких как механическая, химическая, медицинская, полупроводниковая, автомобильная, электронная, металлургическая и т. д. Наша миссия — предоставлять керамические детали самого высокого качества для пользователей во всем мире, и нам очень приятно видеть нашу керамику. детали эффективно работают в конкретных приложениях клиентов. Мы можем сотрудничать как в прототипном, так и в серийном производстве. Если у вас есть требования, свяжитесь с нами.
