Yeşil silisyum karbür (SiC), olağanüstü sertliği (9,2–9,5 Mohs), termal kararlılığı ve kimyasal eylemsizliği nedeniyle yarı iletken alt tabaka parlatmada yaygın olarak kullanılan yüksek saflıkta bir aşındırıcı malzemedir. İşte yarı iletken alt tabaka parlatmadaki rolünün ayrıntılı bir dökümü:
1. Cilalama için Yeşil SiC’nin Temel Özellikleri
Yüksek Sertlik : Silisyum (Si), galyum arsenit (GaAs) ve safir gibi sert malzemelerin hassas taşlanması/parlatılması için etkilidir.
Keskin Aşındırıcı Taneler : Yüzey altı hasarını en aza indirirken etkili malzeme uzaklaştırma sağlar.
Isıl Kararlılık : Parlatma sırasında oluşan yüksek sıcaklıklarda performansını korur.
Kimyasal İnertlik : Soğutucular veya substratlarla reaksiyonlara direnç göstererek temiz bir işlem sağlar.
2. Yarıiletken Alt Tabaka Cilalama Uygulamaları
Taşlama ve Kaba Cilalama : Yüzey düzgünlüğünü sağlamak ve yüzey hatalarını gidermek için erken aşamalarda kullanılır.
İnce Parlatma : Ultra pürüzsüz yüzeyler için elmas bulamaçları veya kolloidal silika ile birleştirilir (Ra < 1 nm).
Kenar Taşlama : İşleme sırasında kırılmayı önlemek için gofret kenarlarını şekillendirir.
3. Diğer Aşındırıcılara Göre Avantajları
Maliyet Etkin : Elmastan daha ucuzdur ancak alüminyum oksit veya bor karbürden daha serttir.
Kontrollü Agresiflik : Elmasa kıyasla derin çiziklere neden olma olasılığı daha düşüktür, bu nedenle orta düzey parlatma adımları için uygundur.
4. Parlatma İşlemi Hususları
Tane Boyutu :
İlk malzeme çıkarma işlemi için iri taneli zımparalar (#600–#1200).
Son düzeltme için ince taneli zımpara (#2000–#4000).
Bulamaç Formülasyonları : Genellikle pH dengeleyiciler içeren su veya glikol bazlı sıvılarda süspanse edilirler.
Ekipman : Döner polisaj makinelerinde, CMP (Kimyasal Mekanik Planarizasyon) veya çift taraflı polisaj makinelerinde kullanılır.
5. Zorluklar ve Azaltma
Yüzey Çizikleri : Grit büyüklüğü uyumsuzluğu nedeniyle oluşabilir; kademeli olarak daha ince aşındırıcılar kullanılarak çok aşamalı parlatma yapılarak azaltılabilir.
Kirlenme : Kirliliklerin girmesini önlemek için yüksek saflıkta (%99,9+) yeşil SiC esastır.
6. Alternatiflerle Karşılaştırma
Elmas : Daha sert ama daha pahalıdır; son parlatmada kullanılır.
Alümina (Al₂O₃) : Daha yumuşak, daha ucuz, ancak sert yüzeyler için daha az verimli.
Bor Karbür (B₄C) : SiC’den daha serttir ancak daha pahalı ve kırılgandır.
7. Endüstri Trendleri
Daha Büyük Waferlara Talep : SiC’nin kıvamı 300mm+ wafer işleme için kritik öneme sahiptir.
Yeşil Üretim : Atıkları azaltmak için SiC bulamaçlarının geri dönüşümü.
Çözüm
Yeşil silisyum karbür, yarı iletken alt tabaka parlatma, maliyet, sertlik ve kontrol edilebilirlik dengesi için çok yönlü bir aşındırıcıdır. Elmas son parlatmaya hakim olsa da, SiC özellikle bileşik yarı iletkenler (örneğin, SiC, GaN) ve geleneksel silikon gofretler için ara adımlar için vazgeçilmez olmaya devam etmektedir.