Som tredje-generations halvledarmaterial har kiselkarbid (SiC) unika egenskaper. SiC har ett brett bandgap, hög värmeledningsförmåga, hög mättad elektrondrifthastighet, stark strålningsbeständighet och utmärkt termisk och kemisk stabilitet. Dessa egenskaper ger den unika tillämpningsfördelar i hög-temperatur, hög-frekvent och hög-elektronisk utrustning och RF-enheter, vilket gör den lovande för användning inom järnvägstransporter, nya energifordon, hög-kraftnät, 5G-kommunikation, flyg- och försvarsmilitärer.
Ytkvaliteten på SiC-skivor, som används som anordnings- och substratmaterial, är extremt viktig. Efter skärning av SiC-göt har de resulterande skivorna sågmärken och mekaniska skador på ytan, vilket ökar skivans brotthastigheter och tillverkningskostnader, allvarligt skadar skivans kristallgitter och påverkar SiC-enhetens prestanda. Skadliga lager, föroreningar och mikro-defekter på substratytan kan leda till höga dislokationsdensiteter och gitterförvrängningar i epitaxiellt odlade tunna filmer, vilket ställer höga krav på epitaxiell teknologi för att uppnå fullständiga ultra-släta ytor. SiC-substrat med utmärkt prestanda utgör stora utmaningar vid substratberedning på grund av deras höga hårdhet, extrema slitstyrka, sprödhet och tendens att spricka. När branschens krav på wafers ytkvalitet fortsätter att öka, har dedikerad gallringsutrustning och högeffektiv slipteknik blivit nyckeln till SiC wafer-bearbetning.
Nuvarande vanliga tekniker för att tillplatta SiC-skiva ytor inkluderar slipskivor förtunning, mekanisk lappning, mekanisk polering, kemisk mekanisk polering (CMP) och kemisk polering. Bland dessa är slipskivans gallringsprocessen ett kärnsteg. Den använder fin-diamantslipskivor för att precisions-slipa SiC-skivor, vilket effektivt tar bort substratets skadade skikt, släpper kvarvarande spänningar, förbättrar waferns ytkvalitet avsevärt och optimerar spånets värmeavledningseffektivitet och låga-effektegenskaper. Det är ett oumbärligt nyckelsteg i tillverkningen av SiC-wafer.
Diamant, känd för sin höga hårdhet, goda värmeledningsförmåga och kemiska stabilitet, används i stor utsträckning vid skärning och slipning av halvledarmaterial. I processer för förtunning av skivor används vanligtvis diamantpulver i mikro- till nano-storlek för att erhålla en ultra-platt, defekt-fri waferyta, för att göra skivförtunningsslipskivor. För närvarande använder industrin mestadels monokristallina diamantpulver för att producera förtunnande slipskivor. Dessa hjul har dock problem som enstaka skäreggar, otillräcklig total skärpa, kort livslängd, låg bearbetningseffektivitet och dålig precision under skivförtunning. Därför har optimering och modifiering av diamantslipmedel blivit en central forskningsinriktning för att förbättra slipskivans skärpa, förlänga livslängden och förbättra bearbetningsresultaten.
Förtunning av skivor spelar en viktig roll vid tillverkning av halvledarchips. Å ena sidan minskar gallring den totala spåntjockleken, vilket gynnar värmeavledning och integration; å andra sidan minskar det tjockleken på ytskadalagret och ytjämnheten, lindrar inre spänningar som samlats inuti skivan från tidigare processer, och minimerar graden av flisning av enskilda spån under tärning. Förtunning av skivor utförs vanligtvis med användning av rotationsslipning av skivor. Tidigare förlitade sig high-inhemsk SiC-waferförtunning starkt på importerad ultra-precisionsutrustning och diamantslipskivor från Japan, som erbjuder fördelar som hög slipeffektivitet, lång livslängd, hög bearbetningsprecision och låga brottfrekvenser. Hushållsutrustning och slipskivor kämpade för att möta behoven hos avancerade processer. Med den snabba utvecklingen av Kinas tredje-generations halvledarindustri har många inhemska företag börjat oberoende forskning och utveckling av gallringsmaskiner och slipskivor, och uppnått betydande genombrott i nyckelindikatorer som slipskivans livslängd, waferbearbetningskvalitet och effektivitet, och därigenom ökat tempot i importsubstitutionen.