Polering av kiselkarbid kräver betydande investeringar i utrustning och specialverktyg för driften, och priserna på råvaror som kiselkarbid fluktuerar på grund av geopolitiska spänningar mellan Ukraina och Ryssland som kan störa leveransnäten.
Polermedel kan levereras antingen i en behållare med flytande bärare, oxidationsmedel och slipmedel, eller så kan flera behållare levereras separat.
Slipande
Slipmedel används för att avlägsna oxidskikt från halvledarskivors ytor. Det finns en mängd olika material för denna uppgift, men de två mest använda är aluminiumoxid (Al2O3) och kiselkarbid (SiC).
Slipmedel måste vara hårda och ha vassa kanter för att effektivt kunna skära bort oxidavlagringar, samtidigt som de måste vara tillräckligt robusta för att motstå brott. Att välja ett slipmedel med de önskade egenskaperna är avgörande vid polering av ytor eftersom det avgör både hur mycket värme som produceras och kvaliteten på den slutliga ytfinishen.
För att skapa en atomärt plan yta med högt MRR måste slipmedlen fästa på SiC-waferns yta under specifika förhållanden. Partiklarna måste fästa elektrostatiskt inom ett visst pH-område i slurryn, annars kan de bilda ett blockerande oxidskikt under oxidationen som minskar MRR och begränsar MRR ytterligare.
Saint-Gobain Surface Conditioning ClasSiC CMP slurries använder nanoaluminiumoxid-slipmedel för att kraftigt öka avverkningshastigheten och planarisera SiC-waferytor, vilket ger en enastående ytfinish och en yta fri från skador under ytan - perfekt för den kemisk-mekaniska planariseringsprocessen (CMP) som används vid tillverkning av LED och kraftelektroniska enheter. Till skillnad från andra aluminiumoxidslurries kan ClasSiC CMP även användas med FAP/semi FAP-pads utan att påverka MRR eller hållbarhetsproblem - till skillnad från deras motsvarigheter.
Oxiderande medel
Polering av kiselkarbidwafers utsätter dem för maskinmärken och skador under ytan på grund av lappning och slipning, vilket leder till mindre synliga maskinmärken samtidigt som TTV (Total Wafer Transfer Value) ökar. För att uppnå höga nivåer av ytoxidation krävs dyr utrustning om processen ska bli framgångsrik.
Oxidationsmedel är en viktig del av CMP-processen genom att de hjälper till i reaktionen mellan pad-asperiteter och SiC-substrat. Oxidationsmedel kommer vanligen från organiska baser; EDA, TEA och EDTA är populära alternativ som alla har olika egenskaper; EDA har t.ex. visat sig vara särskilt framgångsrikt när det gäller att balansera materialavverkningshastighet med ytjämnhet.
Förutom oxider används även metallsalter ofta som oxidationsmedel i poleringsprocesser, t.ex. natriumsulfat, kalciumnitrat och kaliumnitrat som ofta väljs som medel för att främja poleringsprocesser. Vilket medel som passar bäst för en viss poleringsuppgift beror på dess egenskaper och krav.
En annan effektiv strategi för att öka oxidationen är att använda slipande partiklar med kärnskal. Dessa unika partiklar har hårda kärnor med hög hårdhet som är belagda med skal med lägre hårdhet och förbättrad kemisk aktivitet; Zhang et al. har framgångsrikt implementerat denna strategi för 4H-SiC PCMP-processer med MRR-värden så låga som 1 um h-1 med hjälp av denna metod.
Vätskebärare
Att följa strikta kvalitetskontrollåtgärder är avgörande för att skydda integriteten hos flytande bulklast. Temperatur- och tryckövervakning samt korrekt kommunikation mellan avsändare, transportörer, terminaler och mottagare är nödvändigt för att minimera produktskador under transporten.
Kemisk mekanisk polering (CMP) är ett viktigt steg i tillverkningen av högpresterande kiselkarbid-IC:er (SiC). SiC:s unika elektriska och fysikaliska egenskaper gör det lämpligt för elektroniska enheter med hög effekt, hög frekvens och hög temperatur, men dess hårdhet och kemiska stabilitet innebär unika utmaningar för bearbetningsmetoderna; traditionella CMP-metoder ger ofta ytdefekter med dålig materialborttagningseffektivitet.
Elektrokemisk mekanisk polering (ECMP), en innovativ form av kemisk-mekanisk polering som utnyttjar kompositmaterial med SiC och CeO2, kan dramatiskt förbättra både kvalitet och bearbetningseffektivitet vid polering av SiC-substrat. Genom att eliminera skadliga kemikalier och erbjuda snabbare materialavverkningshastigheter än konventionella CMP-tekniker, erbjuder elektrokemisk mekanisk polering betydande potentiella förbättringar för produktion av SiC-substrat.
Forskarna har skapat en atomärt slät och defektfri SiC-wafer genom att använda en slurry som består av vattendispergerbara oxidationsmedel, inklusive väteperoxid, kaliumpermanganat och organiska baser som etylendiamin och tetrametylammoniumhydroxid som organiska baser, plus pH-buffertar som natriumtetraborat och kaliumväteftalat, tillsammans med partiklar med olika koncentrationer av SiC. De fastställde den optimala sammansättningen genom ortogonala experiment som syftade till att mäta ytjämnhet och materialavverkningshastighet.
Komplexbildande agent
Komplexbildare används för att binda och stabilisera metalljoner och förändra deras kemiska beteende genom att förändra deras komplexbildande beteende. När de väl är bundna och stabiliserade blir de komplexbildade jonerna mindre reaktiva och mer lösliga i vatten eller andra lösningsmedel. Komplexbildare bidrar dessutom till att förhindra att metalljoner släpps ut i miljön där de kan störa naturliga sorptionsprocesser och störa ekologiska säkerhetsåtgärder. Komplexbildare, som också kallas kelatbildare, har visat sig vara mycket användbara i miljösäkerhetsapplikationer för att minska problem relaterade till eutrofiering och ekologiska problem.
Sic-polering kombinerar elektrokemisk korrosion (ECMP) med mekanisk polering för att producera ytor med extremt låg ytjämnhet. Processen innebär att SiC-anoder laddas elektriskt som anoder och sedan oxideras med hjälp av syre i en buffertlösning; därefter sker mekanisk polering med mjuka slipmedel för att få fram skadefria, släta och enhetliga ytor.
ECMP:s relativt låga materialavverkningshastighet begränsar dock dess tillämpning till industriella miljöer. För att förbättra MRR för ECMP har forskare använt mindre diamantpartiklar som åstadkommer en elastisk interaktion mellan slipmedel och SiC-substrat. Huang et al. har visat att 4H-SiC med polyuretan/CeO2-kärnskalsslipmedel har uppnått en MRR på 2,3 um h-1 och Ra på 0,449 nm, vilket är betydligt bättre än konventionell slipning både vad gäller MRR och ytkvalitet jämfört med MRR/Ra som uppnås med konventionella slipmetoder.
Swedish 
English