SiC ۋافېر پىششىقلاپ ئىشلەش تېخنىكىسىنىڭ ھازىرقى ئەھۋالى ۋە يۈزلىنىشى

ئۈچىنچى ئەۋلاد يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ئاساس ماتېرىيالى سۈپىتىدە،كرېمنىي كاربىدى (SiC)يەككە كىرىستال يۇقىرى چاستوتا ۋە يۇقىرى قۇۋۋەتلىك ئېلېكترونلۇق ئۈسكۈنىلەرنى ئىشلەپچىقىرىشتا كەڭ قوللىنىلىش ئىستىقبالىغا ئىگە. SiC نىڭ پىششىقلاپ ئىشلەش تېخنىكىسى يۇقىرى سۈپەتلىك ئاساسىي ماتېرىياللارنى ئىشلەپچىقىرىشتا ھەل قىلغۇچ رول ئوينايدۇ. بۇ ماقالىدە جۇڭگو ۋە چەتئەللەردە SiC پىششىقلاپ ئىشلەش تېخنىكىسىنىڭ ھازىرقى تەتقىقات ئەھۋالى تونۇشتۇرۇلىدۇ، كېسىش، سىلىقلاش ۋە پارقىراقلاشتۇرۇش جەريانلىرىنىڭ مېخانىزمى، شۇنداقلا ۋافلىنىڭ تۈزلۈك ۋە يۈزىنىڭ پۇچۇقلۇقىدىكى يۈزلىنىشلەر تەھلىل قىلىنىدۇ ۋە سېلىشتۇرۇلىدۇ. شۇنداقلا SiC ۋافلى پىششىقلاپ ئىشلەشتىكى مەۋجۇت خىرىسلار كۆرسىتىلىدۇ ۋە كەلگۈسىدىكى تەرەققىيات يۆنىلىشى مۇھاكىمە قىلىنىدۇ.

كرېمنىي كاربىدى (SiC)لېنتىلار ئۈچىنچى ئەۋلاد يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ئۈسكۈنىلىرىنىڭ مۇھىم ئاساسىي ماتېرىيالى بولۇپ، مىكرو ئېلېكترون، ئېلېكترون ۋە يېرىم ئۆتكۈزگۈچ يورۇتۇش قاتارلىق ساھەلەردە مۇھىم ئەھمىيەتكە ئىگە ۋە بازار يوشۇرۇن كۈچىگە ئىگە. قاتتىقلىقى ۋە خىمىيىلىك مۇقىملىقى ئىنتايىن يۇقىرى بولغاچقا،SiC يەككە كرىستاللىرى، ئەنئەنىۋى يېرىم ئۆتكۈزگۈچ پىششىقلاش ئۇسۇللىرى ئۇلارنى پىششىقلاپ ئىشلەشكە تولۇق ماس كەلمەيدۇ. نۇرغۇن خەلقئارالىق شىركەتلەر SiC يەككە كىرىستاللىرىنى تېخنىكىلىق جەھەتتىن قاتتىق پىششىقلاپ ئىشلەش توغرىسىدا كەڭ كۆلەمدە تەتقىقات ئېلىپ بارغان بولسىمۇ، مۇناسىۋەتلىك تېخنىكىلار قاتتىق مەخپىي ساقلىنىدۇ.

يېقىنقى يىللاردىن بۇيان، جۇڭگو SiC يەككە كىرىستال ماتېرىياللىرى ۋە ئۈسكۈنىلىرىنى تەرەققىي قىلدۇرۇش جەھەتتە كۈچ چىقاردى. قانداقلا بولمىسۇن، ھازىر بۇ دۆلەتتە SiC ئۈسكۈنىلىرى تېخنىكىسىنىڭ تەرەققىياتى پىششىقلاپ ئىشلەش تېخنىكىسى ۋە لېنتا سۈپىتىدىكى چەكلىمىلەر بىلەن چەكلەنمەكتە. شۇڭا، جۇڭگو SiC يەككە كىرىستال ئاساسلىرىنىڭ سۈپىتىنى ئۆستۈرۈش ۋە ئۇلارنىڭ ئەمەلىي قوللىنىلىشى ۋە كۆپ مىقداردا ئىشلەپچىقىرىلىشى ئۈچۈن SiC پىششىقلاپ ئىشلەش ئىقتىدارىنى ئۆستۈرۈشى ئىنتايىن مۇھىم.

ئاساسلىق بىر تەرەپ قىلىش باسقۇچلىرى تۆۋەندىكىلەرنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ: كېسىش → قېلىن ئۇۋىلاش → ئىنچىكە ئۇۋىلاش → قوپال سىلىقلاش (مېخانىكىلىق سىلىقلاش) → ئىنچىكە سىلىقلاش (خىمىيىلىك مېخانىكىلىق سىلىقلاش، CMP) → تەكشۈرۈش.

SiC يەككە كىرىستاللىرىنى كېسىش

بىر تەرەپ قىلىشتاSiC يەككە كرىستاللىرى، كېسىش تۇنجى ۋە ئىنتايىن مۇھىم قەدەم. كېسىش جەريانىدىن كېلىپ چىققان ۋافلىنىڭ ئېگىلىش شەكلى، بۇرۇلۇش شەكلى ۋە ئومۇمىي قېلىنلىق ئۆزگىرىشى (TTV) كېيىنكى سىلىقلاش ۋە پارقىراقلاشتۇرۇش ئىشلىرىنىڭ سۈپىتى ۋە ئۈنۈمىنى بەلگىلەيدۇ.

كېسىش قوراللىرىنى شەكلىگە قاراپ ئالماس ئىچكى دىئامېتىرلىق (ID) ئاررا، تاشقى دىئامېتىرلىق (OD) ئاررا، لېنتالىق ئاررا ۋە سىم ئاررا دەپ تۈرگە ئايرىشقا بولىدۇ. سىم ئاررا بولسا ھەرىكەت تىپىغا قاراپ ئۆز-ئارا ھەرىكەتلىنىدىغان ۋە ھالقىسىمان (چەكسىز) سىم سىستېمىسى دەپ تۈرگە ئايرىشقا بولىدۇ. سىم ئاررا كېسىش تېخنىكىسىغا ئاساسەن، سىم ئاررا كېسىش تېخنىكىسىنى ئىككى تۈرگە ئايرىشقا بولىدۇ: ئەركىن سىم ئاررا ۋە مۇقىم سىم ئاررا.

1.1 ئەنئەنىۋى كېسىش ئۇسۇللىرى

تاشقى دىئامېتىرلىق (OD) ئاررالارنىڭ كېسىش چوڭقۇرلۇقى پىچاقنىڭ دىئامېتىرى بىلەن چەكلىنىدۇ. كېسىش جەريانىدا، پىچاق تىترەش ۋە ئېغىشقا مايىل بولۇپ، شاۋقۇننىڭ يۇقىرى بولۇشى ۋە قاتتىقلىقىنىڭ تۆۋەن بولۇشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ. ئىچكى دىئامېتىرلىق (ID) ئاررالاردا پىچاقنىڭ ئىچكى ئايلانمىسىغا ئالماس سۈرتكۈچ ئىشلىتىلگەن بولۇپ، بۇ پىچاقلارنىڭ نېپىزلىكى 0.2 مىللىمېتىرغىچە بولىدۇ. كېسىش جەريانىدا، ID پىچىقى يۇقىرى سۈرئەتتە ئايلىنىدۇ، كېسىلىدىغان ماتېرىيال پىچاقنىڭ مەركىزىگە نىسبەتەن رادىئاتسىيەلىك ھەرىكەتلىنىدۇ، بۇ نىسبىي ھەرىكەت ئارقىلىق كېسىش ئەمەلگە ئاشىدۇ.

ئالماس لېنتىلىق ئاررالار دائىم توختاپ قېلىش ۋە ئارقىغا بۇرۇلۇشنى تەلەپ قىلىدۇ، كېسىش سۈرئىتى ناھايىتى تۆۋەن - ئادەتتە 2 مېتىر/سېكۇنتتىن ئېشىپ كەتمەيدۇ. ئۇلار يەنە مېخانىكىلىق ئۇپراش ۋە يۇقىرى ئاسراش تەننەرخىگە دۇچ كېلىدۇ. ئاررا پىچىقىنىڭ كەڭلىكى سەۋەبىدىن، كېسىش رادىئۇسى بەك كىچىك بولماسلىقى كېرەك، كۆپ كېسىش مۇمكىن ئەمەس. بۇ ئەنئەنىۋى ئاررا قوراللىرى ئاساسنىڭ قاتتىقلىقى بىلەن چەكلىنىدۇ، ئەگرى كېسىشلەرنى قىلالمايدۇ ياكى ئايلىنىش رادىئۇسى چەكلىك. ئۇلار پەقەت تۈز كېسىش ئىقتىدارىغا ئىگە، كەڭ كېسىشلەرنى ھاسىل قىلىدۇ، تۆۋەن مەھسۇلات نىسبىتىگە ئىگە، شۇڭا كېسىشكە ماس كەلمەيدۇ.SiC كرىستاللىرى.

1.2 ئەركىن سۈرتكۈچ سىملىق ئاررا كۆپ سىملىق كېسىش ماشىنىسى

ئەركىن سۈرتكۈچ سىم ئارىلاشما كېسىش تېخنىكىسى سىمنىڭ تېز ھەرىكىتى ئارقىلىق سۇلياۋنى كېرىفكە ئېلىپ كىرىپ، ماتېرىيالنى چىقىرىۋېتىشكە شارائىت ھازىرلايدۇ. ئۇ ئاساسلىقى ئۆز-ئارا ھەرىكەتلىنىدىغان قۇرۇلمىنى قوللىنىدۇ ھەمدە ھازىر يەككە كىرىستاللىق كرېمنىينى كۆپ ۋافېرلىق كېسىشتە ئۈنۈملۈك پىشىپ يېتىلگەن ۋە كەڭ قوللىنىلىۋاتقان ئۇسۇل. قانداقلا بولمىسۇن، ئۇنىڭ SiC كېسىشتىكى قوللىنىلىشى ئانچە كەڭ كۆلەمدە تەتقىق قىلىنمىغان.

ئەركىن سۈرتكۈچ سىملىق ئاررا قېلىنلىقى 300 مىكرومېتىردىن تۆۋەن بولغان ۋافلىلارنى بىر تەرەپ قىلالايدۇ. ئۇلار تۆۋەن كېسىش يوقىتىش نىسبىتىگە ئىگە، ئاز ئۇچرايدىغان يېرىلىشلارنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ ۋە يۈز سۈپىتى نىسبەتەن ياخشى بولىدۇ. قانداقلا بولمىسۇن، سۈرتكۈچ ماتېرىياللارنىڭ دومىلىشى ۋە ئىچكىرىلەپ كىرىشىگە ئاساسەن ماتېرىيالنى چىقىرىۋېتىش مېخانىزمى سەۋەبىدىن، ۋافلى يۈزىدە كۆرۈنەرلىك قالدۇق بېسىم، مىكرو يېرىلىشلار ۋە چوڭقۇر زىيان قەۋەتلىرى پەيدا بولىدۇ. بۇ ۋافلىنىڭ ئېگىلىپ قېلىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ، يۈزەكى پروفىلنىڭ توغرىلىقىنى كونترول قىلىشنى قىيىنلاشتۇرىدۇ ۋە كېيىنكى بىر تەرەپ قىلىش باسقۇچلىرىدىكى يۈكنى ئاشۇرىدۇ.

كېسىش ئىقتىدارىغا سۇلياۋنىڭ تەسىرى چوڭ؛ سۈرتكۈچ ماددىلارنىڭ ئۆتكۈرلۈكى ۋە سۇلياۋنىڭ قويۇقلۇقىنى ساقلاش كېرەك. سۇلياۋنى بىر تەرەپ قىلىش ۋە قايتا ئىشلەش تەننەرخى يۇقىرى. چوڭ تىپتىكى قۇيۇقلارنى كېسىشتە، سۈرتكۈچ ماددىلار چوڭقۇر ۋە ئۇزۇن كېسىلگەن يارغا كىرىشتە قىينىلىدۇ. ئوخشاش سۈرتكۈچ دانچە چوڭلۇقى ئاستىدا، كېسىلگەن يارغا كىرىش زىيىنى مۇقىم سۈرتكۈچ سىم ئاررانىڭكىدىن چوڭ بولىدۇ.

1.3 مۇقىم سۈرتكۈچ ئالماس سىملىق ئارىلاشما كۆپ سىملىق كېسىش ماشىنىسى

مۇقىم سىلىقلاش ئالماس سىملىق ئاررا ئادەتتە ئېلېكترو قاپلاش، سىنتېرلاش ياكى قالدۇق چاپلاش ئۇسۇللىرى ئارقىلىق ئالماس زەررىچىلىرىنى پولات سىم ئاساسىغا قىستۇرۇش ئارقىلىق ياسىلىدۇ. ئېلېكترو قاپلانغان ئالماس سىملىق ئاررالار تارراق كېسىلگەن گىرۋەك، ياخشىراق كېسىش سۈپىتى، يۇقىرى ئۈنۈملۈكلۈك، تۆۋەن بۇلغىنىش ۋە يۇقىرى قاتتىقلىقتىكى ماتېرىياللارنى كېسىش ئىقتىدارى قاتارلىق ئەۋزەللىكلەرگە ئىگە.

ئۆز-ئارا ئېلېكتروپلاتسىيىلەنگەن ئالماس سىملىق ئاررا ھازىر SiC نى كېسىشتە ئەڭ كەڭ قوللىنىلىۋاتقان ئۇسۇل. 1-رەسىم (بۇ يەردە كۆرسىتىلمىگەن) بۇ تېخنىكا ئارقىلىق كېسىلگەن SiC ۋافلىلىرىنىڭ يۈزىنىڭ تۈزلۈكلىكىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ. كېسىش ئىلگىرىلىگەنسىرى، ۋافلىنىڭ ئېگىلىشچانلىقى ئاشىدۇ. بۇنىڭ سەۋەبى، سىم تۆۋەنگە قاراپ ماڭغاندا سىم بىلەن ماتېرىيالنىڭ تېگىش كۆلىمى ئېشىپ، قارشىلىق ۋە سىمنىڭ تەۋرىنىشىنى ئاشۇرىدۇ. سىم ۋافلىنىڭ ئەڭ چوڭ دىئامېتىرىغا يەتكەندە، تەۋرىنىش ئەڭ يۇقىرى پەللىگە يېتىدۇ، نەتىجىدە ئەڭ چوڭ ئېگىلىش كۆرۈلىدۇ.

كېسىشنىڭ كېيىنكى باسقۇچلىرىدا، سىمنىڭ تېزلىنىشى، مۇقىم سۈرئەتلىك ھەرىكەتلىنىشى، ئاستىلىشى، توختاپ قېلىشى ۋە ئارقىغا قايتىشى، شۇنداقلا سوۋۇتقۇچ بىلەن قالدۇقلارنى چىقىرىۋېتىشتە قىيىنچىلىقلار كۆرۈلۈش سەۋەبىدىن، لېنتىنىڭ يۈزىنىڭ سۈپىتى ناچارلىشىدۇ. سىمنىڭ ئارقىغا قايتىشى ۋە سۈرئەت ئۆزگىرىشى، شۇنداقلا سىمدىكى چوڭ ئالماس زەررىچىلىرى يۈزەكى چىزىقلارنىڭ ئاساسلىق سەۋەبلىرى.

1.4 سوغۇق ئايرىش تېخنىكىسى

SiC يەككە كىرىستاللىرىنى سوغۇق ئايرىش ئۈچىنچى ئەۋلاد يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ماتېرىيال پىششىقلاش ساھەسىدىكى يېڭىلىق يارىتىش جەريانى. يېقىنقى يىللاردىن بۇيان، ئۇ مەھسۇلات مىقدارىنى ئاشۇرۇش ۋە ماتېرىيال يوقىتىشنى ئازايتىش جەھەتتىكى كۆرۈنەرلىك ئەۋزەللىكى سەۋەبىدىن دىققەتنى جەلپ قىلدى. بۇ تېخنىكىنى ئۈچ جەھەتتىن تەھلىل قىلىشقا بولىدۇ: ئىشلەش پىرىنسىپى، جەريان ئېقىمى ۋە يادرولۇق ئەۋزەللىكلىرى.

كىرىستال يۆنىلىشىنى بېكىتىش ۋە تاشقى دىئامېتىرنى ئۇۋىلاش: پىششىقلاپ ئىشلەشتىن بۇرۇن، SiC قۇيمىسىنىڭ كىرىستال يۆنىلىشىنى بېكىتىش كېرەك. ئاندىن قۇيما تاشقى دىئامېتىرنى ئۇۋىلاش ئارقىلىق سىلىندىر شەكىللىك قۇرۇلمىغا (ئادەتتە SiC پۇك دەپ ئاتىلىدۇ) ئايلاندۇرۇلىدۇ. بۇ قەدەم كېيىنكى يۆنىلىشلىك كېسىش ۋە پارچىلاش ئۈچۈن ئاساس سالىدۇ.

كۆپ سىملىق كېسىش: بۇ ئۇسۇل سىلىندىرسىمان قۇيمىنى كېسىش ئۈچۈن سۈرتكۈچ زەررىچىلەرنى كېسىش سىملىرى بىلەن بىرلەشتۈرۈپ ئىشلىتىدۇ. قانداقلا بولمىسۇن، ئۇنىڭدا قىرنىڭ يوقىلىشى ۋە يۈزەكى تەكشىسىزلىك مەسىلىلىرى كۆپ ئۇچرايدۇ.

لازېر كېسىش تېخنىكىسى: لازېر كىرىستال ئىچىدە ئۆزگەرتىلگەن قەۋەت ھاسىل قىلىش ئۈچۈن ئىشلىتىلىدۇ، ئۇنىڭدىن نېپىز پارچىلارنى ئايرىۋالغىلى بولىدۇ. بۇ ئۇسۇل ماتېرىيالنىڭ يوقىلىشىنى ئازايتىدۇ ۋە پىششىقلاپ ئىشلەش ئۈنۈمىنى ئاشۇرىدۇ، بۇ ئۇنى SiC لېنتىسىنى كېسىشنىڭ يېڭى ئۈمىدۋار يۆنىلىشىگە ئايلاندۇرىدۇ.

كېسىش جەريانىنى ئەلالاشتۇرۇش

مۇقىم سۈرتكۈچ كۆپ سىملىق كېسىش: بۇ ھازىر ئاساسلىق تېخنىكا بولۇپ، SiC نىڭ يۇقىرى قاتتىقلىق خۇسۇسىيىتىگە ماس كېلىدۇ.

ئېلېكترلىك قويۇپ بېرىش ماشىنىسى (EDM) ۋە سوغۇق ئايرىش تېخنىكىسى: بۇ ئۇسۇللار ئالاھىدە تەلەپلەرگە ماسلاشتۇرۇلغان كۆپ خىل ھەل قىلىش چارىلىرى بىلەن تەمىنلەيدۇ.

سىلىقلاش جەريانى: ماتېرىيالنىڭ چىقىرىلىش سۈرئىتى ۋە يۈزەكى بۇزۇلۇشنىڭ تەڭپۇڭلۇقىنى ساقلاش ناھايىتى مۇھىم. يۈزەكى تەكشىلىكنى ياخشىلاش ئۈچۈن خىمىيىلىك مېخانىكىلىق سىلىقلاش (CMP) ئىشلىتىلىدۇ.

ھەقىقىي ۋاقىتلىق كۆزىتىش: توردا تەكشۈرۈش تېخنىكىلىرى يولغا قويۇلۇپ، يۈزەكى پۇچۇقلۇقنى ھەقىقىي ۋاقىتلىق كۆزىتىشكە بولىدۇ.

لازېرلىق كېسىش: بۇ تېخنىكا كېسىشنىڭ يوقىلىشىنى ئازايتىدۇ ۋە بىر تەرەپ قىلىش دەۋرىنى قىسقارتىدۇ، گەرچە ئىسسىقلىق تەسىرگە ئۇچرىغان رايون يەنىلا بىر خىل قىيىنچىلىققا دۇچ كەلسىمۇ.

ئارىلاشما پىششىقلاش تېخنىكىسى: مېخانىكىلىق ۋە خىمىيىلىك ئۇسۇللارنى بىرلەشتۈرۈش پىششىقلاش ئۈنۈمىنى ئاشۇرىدۇ.

بۇ تېخنىكا ئاللىقاچان سانائەتتە قوللىنىلىشقا باشلىدى. مەسىلەن، Infineon شىركىتى SILTECTRA شىركىتىنى سېتىۋېلىپ، ھازىر 8 دىيۇملۇق ۋافلىلارنى كۆپ مىقداردا ئىشلەپچىقىرىشنى قوللايدىغان ئاساسلىق پاتېنتلارغا ئىگە. جۇڭگودا، Delong Laser قاتارلىق شىركەتلەر 6 دىيۇملۇق ۋافلىلارنى پىششىقلاپ ئىشلەشتە ھەر بىر قۇيما 30 ۋافلى ئىشلەپچىقىرىش ئۈنۈمىگە ئېرىشتى، بۇ ئەنئەنىۋى ئۇسۇللارغا قارىغاندا %40 ياخشىلىنىشنى كۆرسىتىدۇ.

يەرلىك ئۈسكۈنىلەرنى ئىشلەپچىقىرىش تېزلىشىگە ئەگىشىپ، بۇ تېخنىكا SiC ئاساسىي ماتېرىيالىنى پىششىقلاپ ئىشلەشنىڭ ئاساسلىق چارىسىگە ئايلىنىشى مۆلچەرلەنمەكتە. يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ماتېرىياللارنىڭ دىئامېتىرىنىڭ ئېشىشىغا ئەگىشىپ، ئەنئەنىۋى كېسىش ئۇسۇللىرى ئىشلىتىشتىن قالدى. ھازىرقى تاللاشلار ئىچىدە، ئالماشتۇرۇلىدىغان ئالماس سىملىق ئاررا تېخنىكىسى ئەڭ ئۈمىدۋار قوللىنىش ئىستىقبالىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ. لازېرلىق كېسىش، يېڭىدىن گۈللىنىۋاتقان تېخنىكا سۈپىتىدە، مۇھىم ئەۋزەللىكلەرنى تەمىنلەيدۇ ۋە كەلگۈسىدە ئاساسلىق كېسىش ئۇسۇلىغا ئايلىنىشى مۆلچەرلەنمەكتە.

2،SiC يەككە كىرىستاللىق ئۇۋىلاش

ئۈچىنچى ئەۋلاد يېرىم ئۆتكۈزگۈچنىڭ ۋەكىلى سۈپىتىدە، كرېمنىي كاربىدى (SiC) كەڭ بەلۋاغ بوشلۇقى، يۇقىرى پارچىلىنىش ئېلېكتر مەيدانى، يۇقىرى تويۇنۇش ئېلېكترون يۆتكىلىش سۈرئىتى ۋە ئېسىل ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقى سەۋەبىدىن مۇھىم ئەۋزەللىكلەرگە ئىگە. بۇ خۇسۇسىيەتلەر SiC نى يۇقىرى توك بېسىملىق قوللىنىشچان پروگراممىلاردا (مەسىلەن، 1200V مۇھىتتا) ئالاھىدە ئەۋزەللىككە ئىگە قىلىدۇ. SiC ئاساسىي ماتېرىياللىرىنى پىششىقلاش تېخنىكىسى ئۈسكۈنە ياساشنىڭ ئاساسلىق قىسمى. ئاساسىي ماتېرىيالنىڭ يۈزىنىڭ سۈپىتى ۋە ئېنىقلىقى ئېپىتاكسىيال قەۋەتنىڭ سۈپىتى ۋە ئاخىرقى ئۈسكۈنىنىڭ ئىقتىدارىغا بىۋاسىتە تەسىر كۆرسىتىدۇ.

سىلىقلاش جەريانىنىڭ ئاساسلىق مەقسىتى، كېسىش جەريانىدا يۈزەكى ئاررا ئىزلىرى ۋە بۇزۇلۇش قەۋىتىنى يوقىتىش، ھەمدە كېسىش جەريانىدا كېلىپ چىققان دېفورماسىيەنى تۈزىتىشتىن ئىبارەت. SiC نىڭ قاتتىقلىقى ئىنتايىن يۇقىرى بولغاچقا، سىلىقلاش ئۈچۈن بور كاربىد ياكى ئالماس قاتارلىق قاتتىق سۈرتكۈچلەرنى ئىشلىتىش تەلەپ قىلىنىدۇ. ئادەتتىكى سىلىقلاش ئادەتتە قېلىن سىلىقلاش ۋە ئىنچىكە سىلىقلاش دەپ ئىككىگە ئايرىلىدۇ.

2.1 يوغان ۋە ئىنچىكە ئۇۋىلاش

سۈرتۈش زەررىچە چوڭلۇقىغا ئاساسەن تۆۋەندىكىدەك تۈرگە ئايرىلىدۇ:

قېلىن ئۇۋىلاش: ئاساسلىقى كېسىش جەريانىدا پەيدا بولغان ئاررا ئىزلىرى ۋە بۇزۇلۇش قاتلاملىرىنى يوقىتىش ئۈچۈن چوڭراق سۈرتكۈچلەرنى ئىشلىتىپ، پىششىقلاپ ئىشلەش ئۈنۈمىنى ئاشۇرىدۇ.

ئىنچىكە ئۇۋىلاش: قېلىن ئۇۋىلاشتىن قالغان بۇزۇلغان قەۋەتنى يوقىتىش، يۈزەكى پۇچۇقلۇقنى ئازايتىش ۋە يۈزەكى سۈپىتىنى ياخشىلاش ئۈچۈن ئىنچىكە سۈرتكۈچلەرنى ئىشلىتىدۇ.

نۇرغۇن يەرلىك SiC ئاساسىي ماتېرىيال ئىشلەپچىقارغۇچىلار چوڭ كۆلەملىك ئىشلەپچىقىرىش جەريانلىرىنى ئىشلىتىدۇ. كۆپ ئۇچرايدىغان ئۇسۇل چويۇن تاختا ۋە مونوكرىستاللىق ئالماس سۇيۇقلۇقى ئارقىلىق ئىككى تەرەپلىك ئۇۋىلاشنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. بۇ جەريان سىم ئارراش ئارقىلىق قالغان بۇزۇلغان قەۋەتنى ئۈنۈملۈك يوقىتىدۇ، ۋافتا شەكلىنى تۈزىتىدۇ ۋە TTV (ئومۇمىي قېلىنلىق ئۆزگىرىشى)، ئېگىلىش ۋە بۇرۇلۇشنى ئازايتىدۇ. ماتېرىيالنىڭ چىقىرىلىش سۈرئىتى مۇقىم بولۇپ، ئادەتتە 0.8-1.2 μm/min غا يېتىدۇ. قانداقلا بولمىسۇن، نەتىجىدە ھاسىل بولغان ۋافتا يۈزى مات بولۇپ، نىسبەتەن يۇقىرى دەرىجىدە قوپاللىققا ئىگە - ئادەتتە 50 nm ئەتراپىدا - بۇ كېيىنكى سىلىقلاش باسقۇچلىرىغا تېخىمۇ يۇقىرى تەلەپ قويىدۇ.

2.2 بىر تەرەپلىك ئۇۋىلاش

بىر تەرەپلىمە ئۇۋىلاش ئۇسۇلىدا، بىرلا ۋاقىتتا پەقەت بىر تەرەپتىكى ۋافلىنىڭ بىر تەرىپىلا ئىشلىنىدۇ. بۇ جەرياندا، ۋافلى پولات تاختىغا موم بىلەن ئورنىتىلىدۇ. بېسىم ئاستىدا، ئاساسىي قەۋەت ئازراق دېفورماتسىيەگە ئۇچرايدۇ، ئۈستۈنكى يۈزى تۈزلىنىدۇ. ئۇۋىلىغاندىن كېيىن، ئاستىنقى يۈزى تۈزلىنىدۇ. بېسىم يوقىتىلغاندا، ئۈستۈنكى يۈزى ئەسلىدىكى شەكلىگە قايتىدۇ، بۇ ئاللىقاچان يەر ئاستى يۈزىگىمۇ تەسىر كۆرسىتىدۇ، بۇنىڭ بىلەن ئىككى تەرىپىنىڭ ئېگىلىپ، تۈزلىنىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ.

ئۇنىڭ ئۈستىگە، ئۇۋىلاش تاختىسى قىسقا ۋاقىت ئىچىدە ئىچكىرىلەپ كېتىشى مۇمكىن، بۇنىڭ بىلەن ۋافلىنىڭ قاپاق شەكلىگە ئايلىنىشى مۇمكىن. تاختاينىڭ تۈزلۈكىنى ساقلاش ئۈچۈن، دائىم ئۇۋىلاش كېرەك. ئۈنۈمى تۆۋەن ۋە ۋافلىنىڭ تۈزلۈكى ناچار بولغاچقا، بىر تەرەپلىمە ئۇۋىلاش كۆپ مىقداردا ئىشلەپچىقىرىشقا ماس كەلمەيدۇ.

ئادەتتە، ئىنچىكە ئۇۋىلاش ئۈچۈن 8000-نومۇرلۇق ئۇۋىلاش چاقلىرى ئىشلىتىلىدۇ. ياپونىيەدە بۇ جەريان نىسبەتەن پىشىپ يېتىلگەن بولۇپ، ھەتتا 30000-نومۇرلۇق سىلىقلاش چاقلىرىنىمۇ ئىشلىتىدۇ. بۇ، پىششىقلاپ ئىشلەنگەن ۋافلىلارنىڭ يۈزەكى پۇختىلىقىنى 2 نانومېتىردىن تۆۋەنگە يەتكۈزۈشكە يول قويۇپ، ۋافلىلارنى قوشۇمچە پىششىقلاپ ئىشلىمەيلا ئاخىرقى CMP (خىمىيىلىك مېخانىكىلىق سىلىقلاش) غا تەييارلايدۇ.

2.3 بىر تەرەپلىك نېپىزلەشتۈرۈش تېخنىكىسى

ئالماس بىر تەرەپلىك نېپىزلىتىش تېخنىكىسى بىر تەرەپلىك ئۇۋىلاشنىڭ يېڭى ئۇسۇلى. 5-رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك (بۇ يەردە كۆرسىتىلمىگەن)، بۇ جەريان ئالماس بىلەن باغلانغان ئۇۋىلاش تاختىسىنى ئىشلىتىدۇ. ۋافتا ۋاكۇئۇم ئادسوربسىيەسى ئارقىلىق بېكىتىلىدۇ، ۋافتا ۋە ئالماس ئۇۋىلاش چاقىنىڭ ھەر ئىككىسى بىرلا ۋاقىتتا ئايلىنىدۇ. ئۇۋىلاش چاقى ۋافتانى ​​نىشان قېلىنلىققا نېپىزلىتىش ئۈچۈن ئاستا-ئاستا تۆۋەنگە قاراپ يۆتكىلىدۇ. بىر تەرىپى تاماملانغاندىن كېيىن، ۋافتا يەنە بىر تەرىپىنى بىر تەرەپ قىلىش ئۈچۈن ئۆرۈلىدۇ.

100 مىللىمېتىرلىق تاختاي نېپىزلىتىلغاندىن كېيىن، تۆۋەندىكىدەك نەتىجىلەرنى قولغا كەلتۈرگىلى بولىدۇ:

ياي < 5 μm

TTV < 2 μm

يۈزەكى پۇختىلىقى < 1 nm

بۇ يەككە ۋافېرلىق بىر تەرەپ قىلىش ئۇسۇلى يۇقىرى مۇقىملىق، ئەلا سۈپەتلىك قويۇقلۇق ۋە يۇقىرى ماتېرىيال چىقىرىۋېتىش نىسبىتى بىلەن تەمىنلەيدۇ. ئادەتتىكى ئىككى تەرەپلىك ئۇۋىلاش بىلەن سېلىشتۇرغاندا، بۇ تېخنىكا ئۇۋىلاش ئۈنۈمىنى %50 تىن ئارتۇق ئۆستۈرىدۇ.

2.4 قوش تەرەپلىك ئۇۋىلاش

قوش يۈزلۈك سىلىقلاش ئۇسۇلىدا، ئاساسىي قاتلامنىڭ ئىككى تەرىپىنى بىرلا ۋاقىتتا سىلىقلاش ئۈچۈن ئۈستۈنكى ۋە ئاستىنقى سىلىقلاش تاختىسى ئىشلىتىلىدۇ، بۇ ئىككى تەرەپنىڭ يۈزىنىڭ سۈپىتىنىڭ ئەلا بولۇشىغا كاپالەتلىك قىلىدۇ.

بۇ جەرياندا، سىلىقلاش تاختىلىرى ئالدى بىلەن ئىشلەنگەن بۇيۇمنىڭ ئەڭ يۇقىرى نۇقتىلىرىغا بېسىم ئىشلىتىپ، بۇ نۇقتىلاردا شەكىل ئۆزگىرىشى ۋە ماتېرىيالنىڭ ئاستا-ئاستا چىقىرىلىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ. يۇقىرى نۇقتىلار تۈزلەنگەندە، ئاساسىي قاتلامغا بېسىم ئاستا-ئاستا تەكشى بولۇپ، پۈتكۈل يۈزدە مۇقىم شەكىل ئۆزگىرىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ. بۇ ئۈستۈنكى ۋە ئاستىنقى يۈزلەرنىڭ تەكشى سىلىقلىنىشىغا شارائىت ھازىرلايدۇ. سىلىقلاش تاماملىنىپ، بېسىم قويۇپ بېرىلگەندىن كېيىن، ئاساسىي قاتلامنىڭ ھەر بىر قىسمى دۇچ كەلگەن بېسىمنىڭ ئوخشاشلىقى سەۋەبىدىن تەكشى ئەسلىگە كېلىدۇ. بۇ ئەڭ ئاز ئېگىلىش ۋە ياخشى تۈزلۈكنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ.

ۋاففىنىڭ سىلىقلاشتىن كېيىنكى يۈزىنىڭ پۇراقلىقى سۈرتكۈچ زەررىچە چوڭلۇقىغا باغلىق - كىچىك زەررىچىلەر تېخىمۇ سىلىق يۈزلەرنى ھاسىل قىلىدۇ. ئىككى تەرەپلىك سىلىقلاش ئۈچۈن 5 مىكرومېتىرلىق سۈرتكۈچ ئىشلەتكەندە، ۋاففىنىڭ تۈزلۈكلىكى ۋە قېلىنلىقىنىڭ ئۆزگىرىشىنى 5 مىكرومېتىر ئىچىدە كونترول قىلغىلى بولىدۇ. ئاتوم كۈچى مىكروسكوپى (AFM) ئۆلچەشلىرى تەخمىنەن 100 نانومېتىر يۈز پۇراقلىقىنى (Rq) كۆرسىتىپ بېرىدۇ، سىلىقلاش چۇقۇرلىرى 380 نانومېتىرغىچە چوڭقۇرلۇقتا بولۇپ، سۈرتكۈچ تەسىرىدىن كېلىپ چىققان كۆرۈنىدىغان سىزىقلىق ئىزلار بار.

تېخىمۇ ئىلغار ئۇسۇل پولىئۇرېتان كۆپۈك ياستۇقچىلىرى ۋە كۆپ كىرىستاللىق ئالماس سۇيۇقلۇقىنى بىرلەشتۈرۈپ ئىككى تەرەپلىك ئۇۋىلاشنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. بۇ جەريان يۈزىنىڭ نازۇكلۇقى ناھايىتى تۆۋەن بولغان ۋافلىلارنى ئىشلەپچىقىرىدۇ، بۇنىڭ بىلەن Ra < 3 nm غا يېتىدۇ، بۇ SiC ئاساسىي قەۋىتىنى كېيىنكى سىلىقلاش ئۈچۈن ناھايىتى پايدىلىق.

قانداقلا بولمىسۇن، يۈزەكى چىزىلىش مەسىلىسى ھەل قىلىنمىغان. بۇنىڭدىن باشقا، بۇ جەرياندا ئىشلىتىلگەن كۆپ كىرىستاللىق ئالماس پارتلاش خاراكتېرلىك بىرىكمە ئارقىلىق ئىشلەپچىقىرىلىدۇ، بۇ تېخنىكىلىق جەھەتتىن قىيىن، مىقدارى ئاز ۋە باھاسى ئىنتايىن يۇقىرى.

SiC يەككە كرىستاللىرىنى سىلىقلاش

كرېمنىي كاربىد (SiC) لېنتىلىرىدا يۇقىرى سۈپەتلىك سىلىقلانغان يۈزگە ئېرىشىش ئۈچۈن، سىلىقلاش جەريانىدا سىلىقلاش ئۆڭكۈرلىرى ۋە نانومېتىرلىق يۈز دولقۇنلىرىنى پۈتۈنلەي يوقىتىش كېرەك. مەقسەت سىلىق، نۇقسانسىز يۈز ھاسىل قىلىش بولۇپ، بۇلغىنىش ياكى پارچىلىنىش بولمايدۇ، يەر ئاستى بۇزۇلۇشى بولمايدۇ ۋە قالغان يۈز بېسىمى بولمايدۇ.

3.1 SiC ۋافېرلىرىنىڭ مېخانىكىلىق سىلىقلاش ۋە CMP

SiC يەككە كىرىستاللىق قۇيما ئۆسكەندىن كېيىن، يۈزەكى نۇقسانلار ئۇنىڭ بىۋاسىتە ئېپىتاكسىيەلىك ئۆسۈش ئۈچۈن ئىشلىتىلىشىگە توسقۇنلۇق قىلىدۇ. شۇڭا، تېخىمۇ كۆپ پىششىقلاپ ئىشلەش تەلەپ قىلىنىدۇ. قۇيما ئالدى بىلەن يۇمىلاقلاش ئارقىلىق ئۆلچەملىك سىلىندىر شەكىلگە كەلتۈرۈلىدۇ، ئاندىن سىم كېسىش ئارقىلىق ۋاپپىلارغا كېسىلىدۇ، ئاندىن كىرىستاللىق يۆنىلىشنى تەكشۈرۈش ئېلىپ بېرىلىدۇ. سىلىقلاش ۋاپپىنىڭ سۈپىتىنى ياخشىلاش، كىرىستال ئۆسۈش نۇقسانلىرى ۋە ئالدىنقى پىششىقلاپ ئىشلەش باسقۇچلىرى كەلتۈرۈپ چىقىرىدىغان يۈزەكى بۇزۇلۇشلارنى ھەل قىلىشتىكى مۇھىم قەدەم.

SiC دىكى يۈزەكى بۇزۇلۇش قەۋىتىنى يوقىتىشنىڭ تۆت ئاساسلىق ئۇسۇلى بار:

مېخانىكىلىق سىلىقلاش: ئاددىي، ئەمما سىزىلغان ئىزلارنى قالدۇرىدۇ؛ دەسلەپكى سىلىقلاشقا ماس كېلىدۇ.

خىمىيىلىك مېخانىكىلىق سىلىقلاش (CMP): خىمىيىلىك ئويۇش ئارقىلىق چىزىقلارنى چىقىرىۋېتىدۇ؛ ئېنىق سىلىقلاشقا ماس كېلىدۇ.

ھىدروگېن ئويۇش: مۇرەككەپ ئۈسكۈنىلەرنى تەلەپ قىلىدۇ، ئادەتتە HTCVD جەريانلىرىدا ئىشلىتىلىدۇ.

پلازما ياردەملىك سىلىقلاش: مۇرەككەپ ۋە ئاز ئىشلىتىلىدۇ.

پەقەت مېخانىكىلىق سىلىقلاش چىزىق پەيدا قىلىدۇ، پەقەت خىمىيىلىك سىلىقلاش بولسا تەكشى ئەمەس چىزىقلىنىشنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ. CMP بۇ ئىككى ئەۋزەللىكنى بىرلەشتۈرۈپ، ئۈنۈملۈك ۋە ئەرزان ھەل قىلىش چارىسى بىلەن تەمىنلەيدۇ.

CMP خىزمەت پىرىنسىپى

CMP ئايلىنىۋاتقان سىلىقلاش تاختىسىغا قارشى بەلگىلەنگەن بېسىم ئاستىدا ۋافېرنى ئايلاندۇرۇش ئارقىلىق ئىشلەيدۇ. بۇ نىسپىي ھەرىكەت، سۇيۇقلۇقتىكى نانو چوڭلۇقتىكى سۈرتكۈچ ماددىلارنىڭ مېخانىكىلىق سۈركىلىشى ۋە رېئاكتىپ ماددىلارنىڭ خىمىيىلىك تەسىرى بىلەن بىرلەشتۈرۈلۈپ، يۈزەكى تۈزلىنىشنى ئەمەلگە ئاشۇرىدۇ.

ئىشلىتىلگەن ئاساسلىق ماتېرىياللار:

سىلىقلاش سۇيۇقلۇقى: ئۇنىڭ تەركىبىدە سۈرتكۈچ ماددىلار ۋە خىمىيىلىك رېئاگېنتلار بار.

سىلىقلاش ياستۇقچىسى: ئىشلىتىش جەريانىدا ئۇپراپ، تۆشۈك چوڭلۇقى ۋە سۇيۇقلۇقنىڭ يەتكۈزۈلۈش ئۈنۈمىنى تۆۋەنلىتىدۇ. سىلىقلاش ياستۇقچىسىنى ئەسلىگە كەلتۈرۈش ئۈچۈن دائىم سىلىقلاش، ئادەتتە ئالماس شەكىللىك سىلىقلاش ياستۇقچىسى ئىشلىتىش كېرەك.

ئادەتتىكى CMP جەريانى

سۈرتكۈچ: 0.5 μm ئالماس سۇيۇقلۇقى

نىشان يۈزەكى پۇراقلىق: ~0.7 نانومېتىر

خىمىيىلىك مېخانىكىلىق سىلىقلاش:

سىلىقلاش ئۈسكۈنىلىرى: AP-810 بىر تەرەپلىك سىلىقلاش ماشىنىسى

بېسىم: 200 گرام/سانتىمېتىر²

تاختا سۈرئىتى: 50 ئايلىنىش/مىنۇت

كېرامىكا تۇتقۇچنىڭ سۈرئىتى: 38 ئايلىنىش/مىنۇت

سۇيۇقلۇق تەركىبى:

SiO₂ (30%، pH قىممىتى = 10.15)

0–70 ئېغىرلىق % H₂O₂ (30 ئېغىرلىق %، رېئاگېنت دەرىجىسى)

5% KOH ۋە 1% HNO₃ ئىشلىتىپ pH قىممىتىنى 8.5 كە تەڭشەڭ

سۇيۇقلۇق ئېقىمى: 3 لىتىر/مىنۇت، قايتا ئايلىنىدۇ

بۇ جەريان SiC ۋافېر سۈپىتىنى ئۈنۈملۈك ياخشىلايدۇ ۋە كېيىنكى ئېقىمدىكى جەريانلارنىڭ تەلىپىگە ماس كېلىدۇ.

مېخانىكىلىق سىلىقلاشتىكى تېخنىكىلىق قىيىنچىلىقلار

SiC كەڭ بەلۋاغلىق يېرىم ئۆتكۈزگۈچ بولۇش سۈپىتى بىلەن ئېلېكترون سانائىتىدە مۇھىم رول ئوينايدۇ. ئەلا فىزىكىلىق ۋە خىمىيىلىك خۇسۇسىيەتلەرگە ئىگە بولغان SiC يەككە كىرىستاللىرى يۇقىرى تېمپېراتۇرا، يۇقىرى چاستوتا، يۇقىرى قۇۋۋەت ۋە رادىئاتسىيەگە قارشى تۇرۇش قاتارلىق ئېغىر مۇھىتلارغا ماس كېلىدۇ. قانداقلا بولمىسۇن، ئۇنىڭ قاتتىق ۋە مۇرتقا تەبىئىتى سىلىقلاش ۋە پارقىراقلاشتۇرۇشتا زور قىيىنچىلىقلارنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ.

دۇنيادىكى ئالدىنقى قاتاردىكى ئىشلەپچىقارغۇچىلار 6 دىيۇملۇق لېنتىلاردىن 8 دىيۇملۇق لېنتىلارغا ئۆزگىرىشىگە ئەگىشىپ، پىششىقلاپ ئىشلەش جەريانىدا لېنتىنىڭ يېرىلىشى ۋە بۇزۇلۇشى قاتارلىق مەسىلىلەر تېخىمۇ گەۋدىلىنىپ، مەھسۇلات مىقدارىغا زور تەسىر كۆرسەتتى. 8 دىيۇملۇق SiC ئاساسىي قەۋىتىنىڭ تېخنىكىلىق قىيىنچىلىقلىرىنى ھەل قىلىش ھازىر كەسىپنىڭ تەرەققىياتىدىكى مۇھىم ئۆلچەمگە ئايلاندى.

8 دىيۇملۇق دەۋردە، SiC ۋافېر پىششىقلاپ ئىشلەش نۇرغۇن قىيىنچىلىقلارغا دۇچ كېلىدۇ:

ئېلېكترلىك ئاپتوموبىل ئىشلىتىشتىكى ئېھتىياجنىڭ ئېشىۋاتقانلىقى ئۈچۈن، ۋافېرنى كېڭەيتىش ھەر بىر تۈركۈمدىكى چىپ ئىشلەپچىقىرىش مىقدارىنى ئاشۇرۇش، گىرۋەك يوقىتىشنى ئازايتىش ۋە ئىشلەپچىقىرىش تەننەرخىنى تۆۋەنلىتىش ئۈچۈن زۆرۈر.

8 دىيۇملۇق SiC يەككە كىرىستاللىرىنىڭ ئۆسۈشى پىشىپ يېتىلگەن بولسىمۇ، سىلىقلاش ۋە پارقىراقلاشتۇرۇش قاتارلىق ئارقا تەرەپ جەريانلىرى يەنىلا توسالغۇلارغا دۇچ كېلىۋاتىدۇ، بۇنىڭ نەتىجىسىدە مەھسۇلات مىقدارى تۆۋەن (پەقەت %40-50).

چوڭراق ۋافلىلار تېخىمۇ مۇرەككەپ بېسىم تەقسىملىنىشىغا دۇچ كېلىدۇ، بۇ سىلىقلاش بېسىمى ۋە مەھسۇلات مىقدارىنىڭ مۇقىملىقىنى باشقۇرۇشنىڭ قىيىنلىقىنى ئاشۇرىدۇ.

8 دىيۇملۇق ۋافلىلارنىڭ قېلىنلىقى 6 دىيۇملۇق ۋافلىلارنىڭ قېلىنلىقىغا يېقىنلىشىۋاتقان بولسىمۇ، ئۇلار ئىشلىتىش جەريانىدا بېسىم ۋە ئېگىلىش سەۋەبىدىن بۇزۇلۇش ئېھتىماللىقى يۇقىرى.

كېسىش بىلەن مۇناسىۋەتلىك بېسىم، بۇرۇلۇش ۋە يېرىلىشنى ئازايتىش ئۈچۈن، لازېر كېسىش بارغانسېرى كۆپ قوللىنىلىۋاتىدۇ. قانداقلا بولمىسۇن:

ئۇزۇن دولقۇنلۇق لازېرلار ئىسسىقلىق زىيىنىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ.

قىسقا دولقۇنلۇق لازېرلار ئېغىر پارچىلارنى ھاسىل قىلىدۇ ۋە بۇزۇلغان قەۋەتنى چوڭقۇرلاشتۇرۇپ، سىلىقلاشنىڭ مۇرەككەپلىكىنى ئاشۇرىدۇ.

SiC ئۈچۈن مېخانىكىلىق سىلىقلاش خىزمەت ئېقىمى

ئادەتتىكى جەريان ئېقىمى تۆۋەندىكىلەرنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ:

يۆنىلىش كېسىش

قوپال ئۇۋىلاش

ئىنچىكە ئۇۋىلاش

مېخانىكىلىق سىلىقلاش

خىمىيىلىك مېخانىكىلىق سىلىقلاش (CMP) ئاخىرقى قەدەم سۈپىتىدە

CMP ئۇسۇلىنى تاللاش، جەريان يولى لايىھىسى ۋە پارامېتىرلارنى ئەلالاشتۇرۇش ئىنتايىن مۇھىم. يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ئىشلەپچىقىرىشتا، CMP يۇقىرى سۈپەتلىك ئېپىتاكسىيال ئۆسۈش ئۈچۈن ئىنتايىن سىلىق، نۇقسانسىز ۋە بۇزۇلۇشسىز يۈزلۈك SiC ۋافلىلىرىنى ئىشلەپچىقىرىشتىكى بەلگىلىگۈچى باسقۇچ ھېسابلىنىدۇ.

(a) SiC قۇيمىسىنى تىگېلدىن چىقىرىۋېتىڭ؛

(b) سىرتقى دىئامېتىرنى سىلىقلاش ئارقىلىق دەسلەپكى شەكىللەندۈرۈشنى ئېلىپ بېرىش؛

(c) تەكشىلىك ياكى ئويمانلىقلارنى ئىشلىتىپ كرىستالنىڭ يۆنىلىشىنى بېكىتىڭ؛

(d) كۆپ سىملىق ئاررا ئىشلىتىپ، قۇيما قەغەزنى نېپىز ۋاراقلارغا كېسىڭ؛

(e) سىلىقلاش ۋە پارقىراقلاشتۇرۇش باسقۇچلىرى ئارقىلىق ئەينەككە ئوخشاش سىلىق يۈزگە ئېرىشىش.

بىر قاتار پىششىقلاپ ئىشلەش باسقۇچلىرىنى تاماملىغاندىن كېيىن، SiC ۋافېرىنىڭ سىرتقى گىرۋىكى دائىم ئۆتكۈر بولۇپ قالىدۇ، بۇ ئىشلىتىش ياكى ئىشلىتىش جەريانىدا يېرىلىپ كېتىش خەۋپىنى ئاشۇرىدۇ. بۇنداق نازۇكلىقتىن ساقلىنىش ئۈچۈن، گىرۋىكىنى سىلىقلاش كېرەك.

ئەنئەنىۋى كېسىش جەريانلىرىدىن باشقا، SiC ۋافلىلىرىنى تەييارلاشنىڭ يېڭىچە ئۇسۇلى باغلاش تېخنىكىسىنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. بۇ ئۇسۇل نېپىز SiC يەككە كىرىستال قەۋىتىنى ھەر خىل ئاساسقا (تىرەك ئاساس) چاپلاش ئارقىلىق ۋافلى ياساشقا شارائىت ھازىرلايدۇ.

3-رەسىمدە جەرياننىڭ جەريانى كۆرسىتىلدى:

ئالدى بىلەن، ھىدروگېن ئىئونىنى كىرگۈزۈش ياكى شۇنىڭغا ئوخشاش تېخنىكىلار ئارقىلىق SiC يەككە كىرىستالىنىڭ يۈزىدە بەلگىلەنگەن چوڭقۇرلۇقتا دېلمىناتسىيە قەۋىتى ھاسىل قىلىنىدۇ. ئاندىن پىششىقلاپ ئىشلەنگەن SiC يەككە كىرىستال تۈزلەڭلىك تىرەك ئاساسىغا چاپلىنىپ، بېسىم ۋە ئىسسىقلىققا ئۇچرايدۇ. بۇ SiC يەككە كىرىستال قەۋىتىنىڭ تىرەك ئاساسىغا مۇۋەپپەقىيەتلىك يۆتكىلىشى ۋە ئايرىلىشىغا شارائىت ھازىرلايدۇ.

ئايرىلغان SiC قەۋىتى تەلەپ قىلىنىدىغان تۈزلۈككە ئېرىشىش ئۈچۈن يۈزەكى بىر تەرەپ قىلىنىشتىن ئۆتىدۇ ۋە كېيىنكى چاپلاش جەريانلىرىدا قايتا ئىشلىتىشكە بولىدۇ. SiC كرىستاللىرىنى ئەنئەنىۋى كېسىش بىلەن سېلىشتۇرغاندا، بۇ تېخنىكا قىممەت ماتېرىياللارغا بولغان ئېھتىياجنى ئازايتىدۇ. تېخنىكىلىق قىيىنچىلىقلار يەنىلا مەۋجۇت بولسىمۇ، تەتقىقات ۋە تەرەققىيات تېخىمۇ تۆۋەن تەننەرخلىك ۋافلى ئىشلەپچىقىرىش ئۈچۈن پائال ئىلگىرى سۈرۈلمەكتە.

SiC نىڭ يۇقىرى قاتتىقلىقى ۋە خىمىيىلىك مۇقىملىقى (بۇ ئۇنى ئۆي تېمپېراتۇرىسىدا رېئاكسىيەگە چىداملىق قىلىدۇ) سەۋەبىدىن، نېپىز ئۇۋىلاش ئۆڭكۈرلىرىنى يوقىتىش، يۈزەكى بۇزۇلۇشنى ئازايتىش، چىزىلىش، ئۆڭكۈر پەيدا بولۇش ۋە ئاپېلسىن پوستىدىكى نۇقسانلارنى يوقىتىش، يۈزەكى پۇچۇقلۇقنى تۆۋەنلىتىش، تۈزلۈكنى ياخشىلاش ۋە يۈزەكى سۈپىتىنى ياخشىلاش ئۈچۈن مېخانىكىلىق سىلىقلاش تەلەپ قىلىنىدۇ.

يۇقىرى سۈپەتلىك سىلىقلانغان يۈزگە ئېرىشىش ئۈچۈن، تۆۋەندىكىلەر زۆرۈر:

سۈرتۈش تۈرلىرىنى تەڭشەڭ،

زەررىچە چوڭلۇقىنى كىچىكلىتىش،

جەريان پارامېتىرلىرىنى ئەلالاشتۇرۇش،

قاتتىقلىقى يېتەرلىك بولغان سىلىقلاش ماتېرىياللىرى ۋە ياستۇقچىلىرىنى تاللاڭ.

7-رەسىمدە 1 μm سۈرتكۈچ بىلەن قوش تەرەپلىك سىلىقلاش ئارقىلىق 10 μm ئىچىدىكى تۈزلۈك ۋە قېلىنلىق ئۆزگىرىشىنى كونترول قىلغىلى بولىدىغانلىقى، ھەمدە يۈزەكى پۇچۇقلۇقنى تەخمىنەن 0.25 nm غىچە تۆۋەنلىتىلىدىغانلىقى كۆرسىتىلگەن.

3.2 خىمىيىلىك مېخانىكىلىق سىلىقلاش (CMP)

خىمىيىلىك مېخانىكىلىق سىلىقلاش (CMP) ئۇلترا نېپىز زەررىچىلەرنى سۈركىلىش بىلەن خىمىيىلىك ئويۇشنى بىرلەشتۈرۈپ، پىششىقلاپ ئىشلەنگەن ماتېرىيالدا سىلىق، تۈز يۈز ھاسىل قىلىدۇ. ئاساسلىق پرىنسىپى:

سىلىقلاش سۇيۇقلۇقى بىلەن ۋاپپېر يۈزى ئوتتۇرىسىدا خىمىيىلىك رېئاكسىيە يۈز بېرىپ، يۇمشاق قەۋەت ھاسىل قىلىدۇ.

سۈركىلىش زەررىچىلىرى بىلەن يۇمشاق قەۋەت ئوتتۇرىسىدىكى سۈركىلىش ماتېرىيالنى يوقىتىدۇ.

CMP نىڭ ئەۋزەللىكلىرى:

پەقەت مېخانىكىلىق ياكى خىمىيىلىك سىلىقلاشنىڭ كەمچىلىكلىرىنى يېڭىدۇ،

دۇنياۋى ۋە يەرلىك پىلانلاشتۇرۇشنى ئەمەلگە ئاشۇرىدۇ،

يۇقىرى تۈزلۈك ۋە تۆۋەن قوپاللىقتىكى يۈزلەرنى ھاسىل قىلىدۇ،

يەر يۈزى ياكى ئاستى تەرىپىگە ھېچقانداق زىيان سالمايدۇ.

تەپسىلىي:

پولېتكا بېسىم ئاستىدا سىلىقلاش ياستۇقىغا نىسبەتەن ھەرىكەتلىنىدۇ.

سۇيۇقلۇقتىكى نانومېتىرلىق سۈرتكۈچ ماددىلار (مەسىلەن، SiO₂) قىرقىشقا قاتنىشىدۇ، Si-C كوۋالېنت باغلىنىشىنى ئاجىزلاشتۇرىدۇ ۋە ماتېرىيالنىڭ چىقىرىلىشىنى كۈچەيتىدۇ.

CMP تېخنىكىلىرىنىڭ تۈرلىرى:

ئەركىن سۈرتكۈچ سىلىقلاش: سۈرتكۈچ ماددىلار (مەسىلەن، SiO₂) سۇيۇقلۇقتا ئېسىلىپ تۇرىدۇ. ماتېرىيالنى چىقىرىۋېتىش ئۈچ گەۋدىلىك سۈرتكۈچ (ۋافېر-تاختا-سىرتقۇچ) ئارقىلىق ئېلىپ بېرىلىدۇ. سۈرتكۈچنىڭ چوڭلۇقى (ئادەتتە 60-200 nm)، pH قىممىتى ۋە تېمپېراتۇرىسىنى ئېنىق كونترول قىلىش كېرەك، بۇنىڭ بىلەن بىر خىللىقنى ياخشىلىغىلى بولىدۇ.

مۇقىم سۈرتكۈچ سىلىقلاش: سۈرتكۈچلەر سىلىقلاش تاختىسىغا قىستۇرۇلۇپ، يىغىلىپ قېلىشنىڭ ئالدىنى ئالىدۇ، بۇ يۇقىرى ئېنىقلىقتىكى پىششىقلاپ ئىشلەشكە ئەڭ ماس كېلىدۇ.

سىلىقلاشتىن كېيىنكى تازىلاش:

سىلىقلانغان ۋافلىلار تۆۋەندىكىلەرگە ئۇچرايدۇ:

خىمىيىلىك تازىلاش (DI سۈيى ۋە لاي قالدۇقلىرىنى چىقىرىۋېتىشنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ)،

DI سۇ بىلەن چايقاش، ۋە

قىزىق ئازوت قۇرۇتۇش

يۈزەكى بۇلغىنىشلارنى ئەڭ تۆۋەن چەككە چۈشۈرۈش ئۈچۈن.

يۈزە سۈپىتى ۋە ئىقتىدارى

يۈزەكى پۇچۇقلۇقنى Ra < 0.3 nm غىچە تۆۋەنلىتىشكە بولىدۇ، بۇ يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ئېپىتاكسىيە تەلىپىگە ماس كېلىدۇ.

دۇنياۋى تۈزلەش: خىمىيىلىك يۇمشىتىش ۋە مېخانىكىلىق چىقىرىۋېتىشنىڭ بىرلەشتۈرۈلۈشى چىزىلىش ۋە تەكشىسىز ئويۇشنى ئازايتىدۇ، ساپ مېخانىكىلىق ياكى خىمىيىلىك ئۇسۇللاردىن ياخشىراق ئۈنۈم بېرىدۇ.

يۇقىرى ئۈنۈملۈك: SiC قاتارلىق قاتتىق ۋە مۇرتقا ماتېرىياللىرىغا ماس كېلىدۇ، ماتېرىيالنى چىقىرىۋېتىش سۈرئىتى سائىتىگە 200 نانومېتىردىن يۇقىرى.

باشقا يېڭىدىن پەيدا بولغان سىلىقلاش تېخنىكىلىرى

CMP دىن باشقا، باشقا ئۇسۇللارمۇ تەكلىپ قىلىندى، مەسىلەن:

ئېلېكتروخىمىيىلىك سىلىقلاش، كاتالىزاتور ياردەملىك سىلىقلاش ياكى ئويۇش، ۋە

ئۈچ خىل خىمىيىلىك سىلىقلاش.

قانداقلا بولمىسۇن، بۇ ئۇسۇللار يەنىلا تەتقىقات باسقۇچىدا بولۇپ، SiC نىڭ مۇرەككەپ ماتېرىيال خۇسۇسىيىتى سەۋەبىدىن ئاستا تەرەققىي قىلدى.

ئاخىرىدا، SiC بىر تەرەپ قىلىش يۈزىنىڭ سۈپىتىنى ياخشىلاش ئۈچۈن بۇرمىلىنىش ۋە پۇراقلىقنى ئازايتىشنىڭ تەدرىجىي جەريانى بولۇپ، ھەر بىر باسقۇچتا تۈزلۈك ۋە پۇراقلىقنى كونترول قىلىش ئىنتايىن مۇھىم.

پىششىقلاپ ئىشلەش تېخنىكىسى

ۋافلىنىڭ ئۇۋىلاش باسقۇچىدا، ۋافلىنىڭ لازىملىق تۈزلۈك ۋە يۈزىنىڭ پۇراقلىقىغا ئېرىشىش ئۈچۈن ھەر خىل زەررىچە چوڭلۇقتىكى ئالماس سۇيۇقلۇقى ئىشلىتىلىدۇ. بۇنىڭدىن كېيىن، مېخانىكىلىق ۋە خىمىيىلىك مېخانىكىلىق ئۇۋىلاش (CMP) تېخنىكىسى قوللىنىلىپ، بۇزۇلمىغان سىلىقلانغان كرېمنىي كاربىد (SiC) ۋافلىلىرى ئىشلەپچىقىرىلىدۇ.

سىلىقلاشتىن كېيىن، SiC ۋافلىلىرى ئوپتىكىلىق مىكروسكوپ ۋە رېنتىگېن نۇرى دىفراكتومېتىرى قاتارلىق ئۈسكۈنىلەر ئارقىلىق قاتتىق سۈپەت تەكشۈرۈشىدىن ئۆتىدۇ، بۇنىڭ بىلەن بارلىق تېخنىكىلىق پارامېتىرلار تەلەپ قىلىنغان ئۆلچەملەرگە يېتىدۇ. ئاخىرىدا، سىلىقلانغان ۋافلىلار يۈزەكى بۇلغىنىشلارنى چىقىرىۋېتىش ئۈچۈن ئالاھىدە تازىلاش دورىلىرى ۋە ئىنتايىن ساپ سۇ ئارقىلىق تازىلىنىدۇ. ئاندىن ئۇلار ئىنتايىن يۇقىرى ساپلىقتىكى ئازوت گازى ۋە سىلىقلاش قۇرۇتقۇچلىرى ئارقىلىق قۇرۇتۇلۇپ، پۈتۈن ئىشلەپچىقىرىش جەريانى تاماملىنىدۇ.

نەچچە يىللىق تىرىشچانلىقتىن كېيىن، جۇڭگو ئىچىدە SiC يەككە كىرىستال پىششىقلاپ ئىشلەش ساھەسىدە زور ئىلگىرىلەشلەر قولغا كەلتۈرۈلدى. دۆلەت ئىچىدە، 100 مىللىمېتىرلىق قوشۇلغان يېرىم ئىزولياتسىيەلىك 4H-SiC يەككە كىرىستاللىرى مۇۋەپپەقىيەتلىك تەرەققىي قىلدۇرۇلدى، ھازىر n تىپلىق 4H-SiC ۋە 6H-SiC يەككە كىرىستاللىرىنى تۈركۈملەپ ئىشلەپچىقىرىشقا بولىدۇ. TankeBlue ۋە TYST قاتارلىق شىركەتلەر ئاللىقاچان 150 مىللىمېتىرلىق SiC يەككە كىرىستاللىرىنى تەرەققىي قىلدۇردى.

SiC ۋافلى پىششىقلاپ ئىشلەش تېخنىكىسى جەھەتتە، دۆلەت ئىچىدىكى ئورگانلار كىرىستال پارچىلاش، ئۇۋىلاش ۋە سىلىقلاشنىڭ جەريان شارائىتى ۋە يوللىرىنى ئالدىن تەكشۈرۈپ چىقتى. ئۇلار ئاساسەن ئۈسكۈنە ياساش تەلىپىگە ماس كېلىدىغان ئەۋرىشكىلەرنى ئىشلەپچىقىرالايدۇ. قانداقلا بولمىسۇن، خەلقئارا ئۆلچەملەرگە سېلىشتۇرغاندا، دۆلەت ئىچىدىكى ۋافلىلارنىڭ يۈزەكى پىششىقلاپ ئىشلەش سۈپىتى يەنىلا زور دەرىجىدە ئارقىدا. بىر قانچە مەسىلە بار:

خەلقئارا SiC نەزەرىيەلىرى ۋە بىر تەرەپ قىلىش تېخنىكىلىرى قاتتىق قوغدىلىدۇ ۋە ئاسان قولغا كەلتۈرگىلى بولمايدۇ.

جەرياننى ياخشىلاش ۋە ئەلالاشتۇرۇشقا قارىتىلغان نەزەرىيەۋى تەتقىقات ۋە قوللاش كەمچىل.

چەت ئەل ئۈسكۈنىلىرى ۋە زاپچاسلىرىنى ئىمپورت قىلىش تەننەرخى يۇقىرى.

ئۈسكۈنىلەرنى لايىھىلەش، پىششىقلاپ ئىشلەش ئېنىقلىقى ۋە ماتېرىياللار ساھەسىدىكى دۆلەت ئىچىدىكى تەتقىقاتلار خەلقئارا سەۋىيەگە سېلىشتۇرغاندا يەنىلا زور پەرقلەرنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ.

ھازىر جۇڭگودا ئىشلىتىلىۋاتقان يۇقىرى ئېنىقلىقتىكى ئەسۋابلارنىڭ كۆپىنچىسى ئىمپورت قىلىنىدۇ. سىناق ئۈسكۈنىلىرى ۋە ئۇسۇللىرىمۇ تېخىمۇ ياخشىلاشقا موھتاج.

ئۈچىنچى ئەۋلاد يېرىم ئۆتكۈزگۈچنىڭ داۋاملىق تەرەققىي قىلىشىغا ئەگىشىپ، SiC يەككە كىرىستاللىق ئاساسىي تاختىلىرىنىڭ دىئامېتىرى ئۈزلۈكسىز ئېشىپ، يۈزەكى پىششىقلاپ ئىشلەش سۈپىتىگە بولغان تەلەپلەر يۇقىرىلىدى. ۋافېر پىششىقلاپ ئىشلەش تېخنىكىسى SiC يەككە كىرىستاللىق ئىشلەپچىقىرىشتىن كېيىنكى تېخنىكىلىق جەھەتتىن ئەڭ قىيىن باسقۇچلارنىڭ بىرىگە ئايلاندى.

پىششىقلاپ ئىشلەشتىكى مەۋجۇت قىيىنچىلىقلارنى ھەل قىلىش ئۈچۈن، كېسىش، سىلىقلاش ۋە پارقىراقلاشتۇرۇشقا مۇناسىۋەتلىك مېخانىزملارنى تېخىمۇ چوڭقۇر تەتقىق قىلىش، ھەمدە SiC لېنتىسىنى ئىشلەپچىقىرىشقا ماس كېلىدىغان جەريان ئۇسۇللىرى ۋە يوللىرىنى تەكشۈرۈش ئىنتايىن مۇھىم. شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا، يۇقىرى سۈپەتلىك ئاساسىي ماتېرىياللارنى ئىشلەپچىقىرىش ئۈچۈن ئىلغار خەلقئارالىق پىششىقلاپ ئىشلەش تېخنىكىلىرىدىن ئۆگىنىش ۋە ئەڭ ئىلغار ئىنتايىن ئېنىقلىقتىكى پىششىقلاپ ئىشلەش تېخنىكىسى ۋە ئۈسكۈنىلىرىنى قوللىنىش زۆرۈر.

ۋافتا چوڭلۇقى چوڭىيىشىغا ئەگىشىپ، كىرىستال ئۆستۈرۈش ۋە پىششىقلاپ ئىشلەشنىڭ قىيىنلىقىمۇ ئاشىدۇ. قانداقلا بولمىسۇن، كېيىنكى ئېقىندىكى ئۈسكۈنىلەرنىڭ ئىشلەپچىقىرىش ئۈنۈمى كۆرۈنەرلىك دەرىجىدە ياخشىلىنىدۇ، ھەمدە بىرلىك تەننەرخى تۆۋەنلەيدۇ. ھازىر، دۇنيادىكى ئاساسلىق SiC ۋافتا تەمىنلىگۈچىلىرى دىئامېتىرى 4 دىيۇمدىن 6 دىيۇمغىچە بولغان مەھسۇلاتلارنى تەمىنلەيدۇ. Cree ۋە II-VI قاتارلىق باشلامچى شىركەتلەر 8 دىيۇملۇق SiC ۋافتا ئىشلەپچىقىرىش لىنىيىسىنى تەرەققىي قىلدۇرۇشنى پىلانلاشقا باشلىدى.