يلعب مسحوق كربيد السيليكون الأخضر (SiC) الدقيق دورًا محوريًا في صناعة أشباه الموصلات ، وخاصةً في معالجة الرقائق، وإلكترونيات الطاقة، والتغليف المتقدم ، نظرًا لصلابته الاستثنائية، وموصليته الحرارية، واستقراره الكيميائي. فيما يلي تطبيقاته الرئيسية ومزاياه التكنولوجية:
1. التطبيقات الأساسية في تصنيع أشباه الموصلات
(1) صقل وتلميع الرقاقة
رقائق السيليكون (Si) وكربيد السيليكون (SiC) :
يستخدم في الصقل الخشن (W20-W10) لإزالة علامات المنشار وتحقيق التسطيح.
التلميع النهائي (W1.5-W0.5) للأسطح فائقة النعومة (Ra < 0.5 نانومتر) في إنتاج رقاقة SiC الطبقية.
أشباه الموصلات المركبة (GaAs، GaN) :
ضروري لتلميع ركائز GaN-on-SiC للأجهزة عالية التردد/RF.
(2) التقطيع والتقطيع
شفرات تقطيع الرقاقات :
يتم خلطها مع روابط الراتنج لإنشاء مناشير تقطيع لرقائق SiC وGaN (تقليل التقطيع).
مساعدة تقطيع الليزر :
يعمل كمادة كاشطة في التشقق الحراري الناتج عن الليزر للحصول على قطع حافة نظيفة.
(3) الإدارة الحرارية
مواد الواجهة الحرارية (TIMs) :
يتم إضافته إلى الشحوم/الوسادات الحرارية لتعزيز تبديد الحرارة في الأجهزة عالية الطاقة (على سبيل المثال، IGBTs، SiC MOSFETs).
طلاءات المشتت الحراري :
تعمل طلاءات SiC المرشوشة بالبلازما على تحسين أداء موزع الحرارة.
(4) CMP (التسوية الكيميائية الميكانيكية)
مادة مضافة للطين :
يتم دمجه مع المؤكسدات (على سبيل المثال، H₂O₂) لتلميع ركائز SiC والياقوت في تصنيع LED/HEMT.
٢. لماذا كربيد السيليكون الأخضر؟ المزايا الرئيسية
| ملكية | الاستفادة في تطبيقات أشباه الموصلات |
|---|---|
| صلابة عالية (9.2 موس) | فعالة في تصنيع رقائق SiC/GaN شديدة الصلابة. |
| موصلية حرارية عالية (120 واط/م·ك) | تحسين تبديد الحرارة في الإلكترونيات القوية. |
| الخمول الكيميائي | يقاوم التفاعل مع الأحماض/القلويات أثناء الحفر الرطب. |
| نقاء مُتحكم به (≥99.9%) | يمنع تلوث المعادن (Fe, Al < 50 جزء في المليون). |
| حجم الجسيمات القابل للتحكم (0.1–50 ميكرومتر) | قابلة للتكيف مع الطحن الخشن والناعم. |
3. معلمات العملية الحرجة
التلميع :
بالنسبة لرقائق SiC: السيليكا الغروية + ملاط SiC ، درجة الحموضة 10-11، 30-60 دورة في الدقيقة.
التقطيع :
تكوين الشفرة: 30-50% SiC، رابطة راتنجية، سرعة المغزل 30000 دورة في الدقيقة.
المعاجين الحرارية :
التحميل الأمثل: 15-25% مسحوق ميكروي من كربيد السيليكون (3-5 ميكرومتر) في مصفوفة السيليكون.
4. التطبيقات الناشئة
أجهزة الطاقة SiC :
يستخدم في ترقيق الركيزة لـ MOSFETs SiC الرأسية (تحسين العائد).
التعبئة والتغليف المتقدمة :
يعمل على تعزيز موثوقية التغليف على مستوى الرقاقة (FOWLP) عن طريق تقليل التشوه.
الحوسبة الكمومية :
تلميع ركائز كيوبت فائقة التوصيل (على سبيل المثال، Nb على SiC).