Le carbure de silicium, étoile émergente de l'industrie des matériaux semi-conducteurs, mène progressivement la tendance de l'innovation de la technologie microélectronique grâce à ses excellents indicateurs de performance. Sa conductivité thermique unique, bien supérieure aux matériaux semi-conducteurs traditionnels, offre la possibilité d'une dissipation thermique efficace, en particulier dans les appareils électroniques de haute puissance qui présentent des avantages inégalés. Associé à ses caractéristiques de large bande interdite, le substrat en carbure de silicium peut maintenir des performances électriques stables dans des environnements extrêmes et n'est pas affecté par les fluctuations de température, ce qui élargit considérablement son champ d'application dans les applications haut de gamme telles que l'aérospatiale et véhicules à énergie nouvelle. De plus, les deux paramètres clés du champ électrique de claquage élevé et de la mobilité électronique élevée ont jeté des bases solides pour l'application du carbure de silicium dans les dispositifs électroniques haute fréquence et haute tension, tels que les convertisseurs électroniques de puissance, les dispositifs de communication RF, etc. , et grâce à cela, nous avons réalisé un bond en avant en termes de performances.
La large application du carbure de silicium ne se limite pas seulement aux domaines haut de gamme ci-dessus, elle s'étend également à de nombreux maillons essentiels de la chaîne industrielle des semi-conducteurs, notamment en tant que matériau de substrat pour les puces hautes performances, supportant des structures de circuits plus complexes ; Dans le processus de croissance épitaxiale, ses propriétés de substrat stables favorisent la croissance de films de haute qualité, ce qui offre la possibilité d'optimiser les performances du dispositif. Au stade de la conception des dispositifs, les caractéristiques du carbure de silicium incitent les concepteurs à une créativité illimitée, donnant naissance à des produits semi-conducteurs plus innovants et plus performants ; Au stade de la fabrication des plaquettes, l'introduction du carbure de silicium a imposé des exigences plus élevées pour le processus de fabrication et a favorisé le progrès technologique de l'ensemble de l'industrie de fabrication de semi-conducteurs.
Cependant, il s’agit précisément d’un matériau si proche de la perfection que sa dureté extrêmement élevée – dureté Mohs proche de celle du diamant – est devenue un problème majeur limitant sa large application. Dans le processus d'usinage de précision, la dureté du carbure de silicium rend la technologie traditionnelle de polissage et de meulage difficile à afficher, non seulement l'efficacité du traitement est faible, mais conduit également facilement à une qualité de surface non conforme aux normes, augmentant ainsi le coût de production. Par conséquent, la manière de résoudre le problème du traitement du carbure de silicium est devenue l’une des technologies clés à résoudre de toute urgence dans le domaine des matériaux semi-conducteurs. Les chercheurs explorent constamment de nouvelles méthodes de traitement, telles que l'utilisation d'une technologie avancée de polissage chimico-mécanique, d'une technologie de traitement au laser, etc., afin de garantir en même temps la précision du traitement, d'améliorer l'efficacité du traitement et de promouvoir l'application et le développement du silicium. matériaux en carbure dans un plus large éventail de domaines.
La technologie de polissage sol-gel est une méthode de polissage écologique et efficace, grâce à l'utilisation d'abrasifs semi-consolidés et de substrats flexibles, grâce aux caractéristiques flexibles de la matrice souple, l'effet de « tolérance » des particules abrasives est obtenu pour obtenir des ultra -Surface lisse et à faible densité de défauts sur le substrat semi-conducteur extrêmement dur. Cette méthode combine une action chimique et mécanique pour polir efficacement des substrats semi-conducteurs extrêmement durs sans causer de graves dommages en surface ou sous la surface. Par rapport au CMP traditionnel, la technologie de polissage sol-gel peut réduire considérablement la rugosité de la surface en peu de temps et atteindre un taux d'enlèvement de matière plus élevé. En raison de sa bonne flexibilité, la matrice souple peut fonctionner sous une pression de polissage plus faible, réduire la demande de pression sur la pièce et l'équipement, réduire l'usure et la chute des particules d'usure et prolonger la durée de vie des particules d'usure. Le matériau précurseur (généralement un composé organométallique) est converti en sol, qui forme un gel par des réactions d'hydrolyse et de condensation. Dans le tampon de polissage sol-gel, les particules d'usure sont partiellement fixées dans la matrice de gel, ce qui peut apporter une certaine résistance mécanique tout en maintenant le mouvement des particules d'usure. Les chercheurs nationaux ont utilisé cette technologie pour traiter la surface du diamant monocristallin HTHP (111), polissant pendant 22 heures, la rugosité de la surface de 230 nm à 1,3 nm. À propos, l'effet de capacité fait référence à celui dans le processus de polissage, lorsque l'abrasif touche la surface usinée, en raison de la présence d'une matrice molle, l'abrasif le plus important peut produire un rebond, garantissant ainsi que l'abrasif de surface peut traiter la pièce approximativement. dans le même plan horizontal, évitant ainsi les dommages causés par l'abrasif de plus grande taille à la surface usinée et obtenant un enlèvement de matière uniforme. Un meilleur effet de polissage est obtenu.
En résumé, le carbure de silicium, en tant que nouvelle star de l'industrie des matériaux semi-conducteurs, est à la tête de l'innovation de la technologie microélectronique grâce à ses avantages uniques en termes de performances. Sa large application favorise non seulement le progrès technologique dans le domaine haut de gamme, mais affecte également profondément chaque maillon de la chaîne industrielle des semi-conducteurs. Cependant, les propriétés de dureté élevée du carbure de silicium posent également des défis pour son traitement. Face à ce problème, les chercheurs explorent activement des solutions innovantes, telles que la technologie de polissage sol-gel. Ces technologies émergentes améliorent non seulement l'efficacité du traitement et la qualité de surface, mais ouvrent également de nouvelles voies pour l'application et le développement de matériaux en carbure de silicium dans un plus large éventail de domaines. Avec les progrès continus de la technologie, les matériaux en carbure de silicium joueront certainement un rôle plus important dans le futur domaine de la science et de la technologie.
