СиЦ монокристална обрада супстрата

Монокристали силицијум карбида (СиЦ).се првенствено производе методом сублимације. Након уклањања кристала из лончића, потребно је неколико сложених корака обраде да би се направиле употребљиве плочице. Први корак је одређивање кристалне оријентације СиЦ боула. Након тога, була се подвргава млевењу спољашњег пречника да би се постигао цилиндрични облик. За СиЦ плочице н-типа, које се обично користе у енергетским уређајима, и горња и доња површина цилиндричног кристала се обично обрађују машински како би се створила раван под углом од 4° у односу на лице {0001}.

Затим се обрада наставља са усмереним резањем ивице или зареза да би се одредила кристална оријентација површине плочице. У производњи великог пречникаСиЦ плочице, усмерено урезивање је уобичајена техника. Цилиндрични СиЦ монокристал се затим реже на танке листове, првенствено користећи технике сечења са више жица. Овај процес укључује постављање абразива између жице за сечење и СиЦ кристала уз притисак да би се олакшало кретање резања.

Слика 1  Преглед технологије обраде СиЦ плочица

(а) Уклањање СиЦ ингота из лончића; (б) цилиндрично млевење; (ц) Право сечење ивица или зареза; (д) сечење са више жица; (е) Брушење и полирање

Након резања,СиЦ плочицечесто показују недоследности у дебљини и површинским неправилностима, што захтева даљу обраду изравнавања. Ово почиње брушењем како би се елиминисале неравнине површине на нивоу микрона. Током ове фазе, абразивно дејство може довести до ситних огреботина и несавршености површине. Дакле, следећи корак полирања је кључан за постизање завршне обраде попут огледала. За разлику од брушења, полирање користи финије абразиве и захтева пажљиву негу како би се спречиле огреботине или унутрашња оштећења, обезбеђујући висок степен глаткоће површине.

Кроз ове процедуре,СиЦ плочицееволуирају од грубе обраде до прецизне машинске обраде, што на крају резултира равном површином налик огледалу погодном за уређаје високих перформанси. Међутим, од суштинског је значаја решавање оштрих ивица које се често формирају око периметра полираних плочица. Ове оштре ивице су подложне ломљењу у контакту са другим предметима. Да би се ублажила ова крхкост, потребно је брушење ивица периметра плочице. Индустријски стандарди су успостављени како би се осигурала поузданост и сигурност плочица током накнадне употребе.

Изузетна тврдоћа СиЦ-а чини га идеалним абразивним материјалом за различите примене у машинској обради. Међутим, ово такође представља изазове у преради СиЦ боула у плочице, јер је то дуготрајан и сложен процес који се континуирано оптимизује. Једна обећавајућа иновација за побољшање традиционалних метода резања је технологија ласерског сечења. У овој техници, ласерски зрак се усмерава са врха цилиндричног СиЦ кристала, фокусирајући се на жељену дубину сечења да би се створила модификована зона унутар кристала. Скенирањем целе површине, ова модификована зона се постепено шири у раван, омогућавајући одвајање танких листова. У поређењу са конвенционалним резањем са више жица, које често узрокује значајан губитак уреза и може довести до површинских неправилности, ласерско сечење значајно смањује губитак уреза и време обраде, позиционирајући га као обећавајући метод за будући развој.

Још једна иновативна технологија резања је примена сечења електричним пражњењем, које генерише пражњење између металне жице и СиЦ кристала. Овај метод се може похвалити предностима у смањењу губитка урезивања уз додатно повећање ефикасности обраде.

Особит приступСиЦ ваферпроизводња укључује лепљење танког филма СиЦ монокристала на хетерогену подлогу, чиме се производиСиЦ плочице. Овај процес везивања и одвајања почиње убризгавањем водоникових јона у монокристал СиЦ до унапред одређене дубине. Кристал СиЦ, који је сада опремљен слојем имплантираним јонима, слојевит је на глатку носећу подлогу, као што је поликристални СиЦ. Применом притиска и топлоте, монокристални слој СиЦ се преноси на носећу подлогу, довршавајући одвајање. Пренесени СиЦ слој се подвргава површинском изравнавању и може се поново користити у процесу везивања. Иако је цена носећег супстрата нижа од цене монокристала СиЦ, технички изазови остају. Ипак, истраживање и развој у овој области настављају да активно напредују, са циљем да смање укупне трошкове производњеСиЦ плочице.

Укратко, обрада одСиЦ монокристалне подлогеукључује више фаза, од брушења и сечења до полирања и обраде ивица. Иновације као што су ласерско сечење и обрада са електричним пражњењем побољшавају ефикасност и смањују отпад материјала, док нове методе везивања супстрата нуде алтернативне путеве до исплативе производње плочица. Како индустрија наставља да тежи побољшаним техникама и стандардима, крајњи циљ остаје производња висококвалитетнихСиЦ плочицекоји испуњавају захтеве напредних електронских уређаја.