Yarı iletken malzeme endüstrisinin yükselen yıldızı silisyum karbür, mükemmel performans göstergeleri ile mikroelektronik teknolojisinin inovasyon trendine giderek öncülük ediyor. Geleneksel yarı iletken malzemelerden çok daha üstün olan benzersiz termal iletkenliği, özellikle yüksek güçlü elektronik cihazlarda benzersiz avantajlar göstererek verimli ısı dağıtımı olanağı sağlar. Geniş bant aralığı özellikleriyle birlikte silikon karbür alt tabaka ekstrem ortamlarda istikrarlı elektrik performansını koruyabilir ve sıcaklık dalgalanmalarından etkilenmez; bu da havacılık ve uzay gibi ileri teknoloji uygulamalardaki uygulama kapsamını büyük ölçüde genişletir. yeni enerji araçları. Ek olarak, yüksek arızalı elektrik alanı ve yüksek elektron hareketliliği gibi iki temel parametre, silisyum karbürün güç elektroniği dönüştürücüleri, RF iletişim cihazları vb. gibi yüksek frekanslı ve yüksek voltajlı elektronik cihazlarda uygulanması için sağlam bir temel oluşturmuştur. ve bu sayede performansta bir sıçrama elde ettik.
Silisyum karbürün geniş uygulaması yalnızca yukarıdaki üst düzey alanlarla sınırlı değildir, aynı zamanda daha karmaşık devre yapılarını destekleyen yüksek performanslı çipler için bir alt tabaka malzemesi olarak da dahil olmak üzere yarı iletken endüstri zincirinin birçok çekirdek bağlantısına da derinlemesine nüfuz eder; Epitaksiyel büyüme sürecinde, stabil alt tabaka özellikleri, yüksek kaliteli filmlerin büyümesini teşvik eder ve bu da cihaz performansının optimizasyonu için bir olasılık sağlar. Cihaz tasarımı aşamasında silisyum karbürün özellikleri tasarımcılara sınırsız yaratıcılık konusunda ilham vererek daha yenilikçi, yüksek performanslı yarı iletken ürünler doğurur; Plaka üretim aşamasında silisyum karbürün kullanılmaya başlanması, üretim süreci için daha yüksek gereksinimleri ortaya çıkardı ve tüm yarı iletken imalat endüstrisinin teknolojik ilerlemesini destekledi.
Bununla birlikte, tam olarak mükemmele yakın bir malzemedir ve son derece yüksek sertliği (elmas'a yakın Mohs sertliği), geniş uygulamasını kısıtlayan büyük bir sorun haline gelmiştir. Hassas işleme prosesinde, silisyum karbürün sertliği, geleneksel cilalama ve taşlama teknolojisinin sergilenmesini zorlaştırır, sadece işleme verimliliği düşük olmakla kalmaz, aynı zamanda yüzey kalitesinin kolayca standartlara uygun olmamasına ve üretim maliyetinin artmasına neden olur. Bu nedenle silisyum karbür işleme probleminin nasıl aşılacağı, yarı iletken malzemeler alanında acilen çözülmesi gereken anahtar teknolojilerden biri haline gelmiştir. Araştırmacılar, aynı zamanda işleme doğruluğunu sağlamak, işleme verimliliğini artırmak ve silikonun uygulanmasını ve geliştirilmesini teşvik etmek için sürekli olarak ileri kimyasal mekanik parlatma teknolojisi, lazer işleme teknolojisi vb. kullanımı gibi yeni işleme yöntemlerini araştırıyorlar. karbür malzemelerin daha geniş bir alanda kullanım alanı vardır.
Sol-jel parlatma teknolojisi, yumuşak matrisin esnek özellikleri sayesinde, yarı konsolide aşındırıcılar ve esnek alt tabakalar kullanılarak, aşındırıcı parçacıkların "tolerans" etkisine ulaşılarak ultra yüksek performans elde edilen yeşil ve etkili bir parlatma yöntemidir. -Son derece sert yarı iletken alt tabaka üzerinde pürüzsüz ve düşük kusur yoğunluklu yüzey. Bu yöntem, ciddi yüzey veya yüzey altı hasarına neden olmadan son derece sert yarı iletken alt tabakaları etkili bir şekilde cilalamak için kimyasal ve mekanik etkiyi birleştirir. Geleneksel CMP ile karşılaştırıldığında sol-jel parlatma teknolojisi, yüzey pürüzlülüğünü kısa sürede önemli ölçüde azaltabilir ve daha yüksek talaş kaldırma oranı elde edebilir. İyi esnekliği nedeniyle yumuşak matris, daha düşük parlatma basıncı altında çalışabilir, iş parçası ve ekipman üzerindeki basınç talebini azaltabilir, aşınmayı ve aşınma parçacığının düşmesini azaltabilir ve aşınma parçacığının servis ömrünü uzatabilir. Öncü malzeme (genellikle bir metal-organik bileşik), hidroliz ve yoğunlaşma reaksiyonları yoluyla bir jel oluşturan sol'a dönüştürülür. Sol-jel parlatma pedinde, aşınma parçacıkları jel matrisine kısmen sabitlenir ve bu, aşınma parçacıklarının hareketini korurken belirli bir mekanik mukavemet sağlayabilir. Yerli bilim adamları bu teknolojiyi HTHP tek kristal elmas (111) yüzeyini işlemek, 22 saatte cilalamak ve yüzey pürüzlülüğünü 230 nm'den 1,3 nm'ye çıkarmak için kullandılar. Bu arada kapasitans etkisi, parlatma işleminde aşındırıcı işlenmiş yüzeye temas ettiğinde, yumuşak matrisin varlığı nedeniyle daha belirgin aşındırıcının geri tepme üretebilmesini ve böylece yüzey aşındırıcının iş parçasını yaklaşık olarak işleyebilmesini sağlamasını ifade eder. Aynı yatay düzlemde, daha büyük boyuttaki aşındırıcının işlenen yüzeye zarar vermesi önlenir ve düzgün malzeme çıkarılması elde edilir. Daha iyi bir parlatma etkisi elde edilir.
Özetle silisyum karbür, yarı iletken malzeme endüstrisinde yeni bir yıldız olarak, benzersiz performans avantajlarıyla mikroelektronik teknolojisindeki yeniliklere öncülük ediyor. Geniş uygulaması yalnızca üst düzey alandaki teknolojik ilerlemeyi desteklemekle kalmaz, aynı zamanda yarı iletken endüstri zincirinin her halkasını da derinden etkiler. Ancak silisyum karbürün yüksek sertlik özellikleri aynı zamanda işlenmesinde de zorluklara neden olur. Bu problem karşısında araştırmacılar, sol-jel parlatma teknolojisi gibi yenilikçi çözümleri aktif olarak araştırıyor; ortaya çıkan bu teknolojiler, yalnızca işleme verimliliğini ve yüzey kalitesini iyileştirmekle kalmıyor, aynı zamanda silisyum karbür malzemelerin uygulama ve geliştirilmesi için yeni yollar da açıyor. daha geniş bir alan yelpazesi. Teknolojinin sürekli ilerlemesiyle birlikte silisyum karbür malzemeler bilim ve teknolojinin gelecekteki alanında kesinlikle daha önemli bir rol oynayacaktır.
