La micropolvere di carburo di silicio (SiC) verde svolge un ruolo fondamentale nell’industria dei semiconduttori , in particolare nella lavorazione dei wafer, nell’elettronica di potenza e nel packaging avanzato , grazie alla sua eccezionale durezza, conduttività termica e stabilità chimica. Di seguito sono riportate le sue principali applicazioni e i vantaggi tecnologici:
1. Applicazioni principali nella produzione di semiconduttori
(1) Lappatura e lucidatura dei wafer
Wafer di silicio (Si) e carburo di silicio (SiC) :
Utilizzato nella lappatura grossolana (W20-W10) per rimuovere i segni della sega e ottenere la planarità.
Lucidatura finale (W1,5-W0,5) per superfici ultra lisce (Ra < 0,5 nm) nella produzione di wafer epitassiali in SiC.
Semiconduttori composti (GaAs, GaN) :
Essenziale per la lucidatura di substrati GaN-on-SiC per dispositivi ad alta frequenza/RF.
(2) Taglio a cubetti e taglio
Lame per tagliare i wafer :
Miscelato con leganti in resina per creare seghe a cubetti per wafer SiC e GaN (riducendo le scheggiature).
Assistenza al taglio laser :
Agisce come abrasivo nelle crepe termiche indotte dal laser per tagli netti sui bordi.
(3) Gestione termica
Materiali di interfaccia termica (TIM) :
Aggiunto ai grassi/pad termici per migliorare la dissipazione del calore nei dispositivi ad alta potenza (ad esempio, IGBT, MOSFET SiC).
Rivestimenti per dissipatori di calore :
I rivestimenti in SiC spruzzati al plasma migliorano le prestazioni del dissipatore di calore.
(4) CMP (Planarizzazione Chimico-Meccanica)
Additivo per fanghi :
Si combina con ossidanti (ad esempio H₂O₂) per lucidare substrati di SiC e zaffiro nella fabbricazione di LED/HEMT.
2. Perché il SiC verde? Vantaggi principali
| Proprietà | Vantaggi nelle applicazioni dei semiconduttori |
|---|---|
| Elevata durezza (9,2 Mohs) | Efficace per la lavorazione di wafer SiC/GaN ultraresistenti. |
| Elevata conduttività termica (120 W/m·K) | Migliora la dissipazione del calore nell’elettronica di potenza. |
| Inerzia chimica | Resiste alla reazione con acidi/alcali durante l’incisione a umido. |
| Purezza controllata (≥99,9%) | Previene la contaminazione da metalli (Fe, Al < 50 ppm). |
| Dimensione delle particelle controllabile (0,1–50 μm) | Adattabile alla lappatura (grossolana) e alla CMP (fine). |
3. Parametri critici del processo
Lucidatura :
Per wafer di SiC: silice colloidale + sospensione di SiC , pH 10–11, 30–60 giri/min.
Taglio a dadini :
Composizione della lama: 30–50% SiC, legante in resina, velocità del mandrino 30.000 giri/min.
Paste termiche :
Caricamento ottimale: 15–25% di micropolvere di SiC (3–5 μm) in matrice siliconica.
4. Applicazioni emergenti
Dispositivi di potenza SiC :
Utilizzato nell’assottigliamento del substrato per MOSFET SiC verticali (migliorando la resa).
Imballaggio avanzato :
Migliora l’affidabilità del confezionamento a livello di wafer fan-out (FOWLP) riducendo la deformazione.
Calcolo quantistico :
Lucida i substrati qubit superconduttori (ad esempio, Nb su SiC).