SiC抛光技术革新:ECMP的3大优势
来源:ictimes 发布时间:2024-07-07
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在半导体材料领域,碳化硅(SiC)因其出色的物理与电学性能,正逐步成为高性能电力电子器件的优选材料。然而,SiC衬底的抛光工艺一直是制约其广泛应用的技术瓶颈,特别是在成本控制与环保要求方面。
近日,日本立命馆大学的研究团队带来了一项突破性成果——电化学机械抛光(ECMP)技术,该技术拥有 环保高效、高材料去除率、表面质量高三大技术优势,不仅大幅提升了抛光效率,还显著改善了环境友好性,为SiC材料的广泛应用开辟了新路径。
传统化学机械抛光(CMP)方法依赖于大量抛光液,不仅成本高昂,还对环境造成一定负担。而ECMP技术的出现,则彻底颠覆了这一现状。该技术通过电化学与机械作用的巧妙结合,实现了对SiC衬底的高效、环保抛光。
在ECMP过程中,SiC作为阳极,与阴极抛光板间夹有SPE/CeO2复合材料衬垫,通过施加偏置电压引发电解反应,生成一层易于去除的氧化膜,随后由CeO2颗粒进行机械去除。这一过程不仅避免了有害化学物质的使用,还实现了高达15µm/h的材料去除率(MRR),是传统CMP的十倍之多。
ECMP技术的成功,离不开对电解电流密度及机械条件的精细控制。研究团队通过一系列实验发现,电解电流密度与MRR呈正相关,但在超过一定阈值后趋于饱和;同时,机械条件的增强也显著提升了MRR,使得在高机械条件下几乎达到理论上的理想值。
此外,X射线光电子能谱(XPS)分析显示,高机械条件下的ECMP处理能有效去除表面残留氧化物,确保SiC衬底的光滑度与均匀性。实验结果表明,经过ECMP处理的SiC表面粗糙度可降至亚纳米级别,显示出极高的表面质量。
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