ผงไมโครซิลิคอนคาร์ไบด์สีเขียว (SiC) มีบทบาทสำคัญใน อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์โดยเฉพาะอย่างยิ่งใน กระบวนการผลิตเวเฟอร์ อิเล็กทรอนิกส์กำลัง และบรรจุภัณฑ์ขั้นสูงเนื่องจากมีความแข็ง การนำความร้อน และความเสถียรทางเคมีที่โดดเด่น ด้านล่างนี้คือการประยุกต์ใช้งานหลักและข้อได้เปรียบทางเทคโนโลยี:
1. การประยุกต์ใช้หลักในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์
(1) การขัดและเคลือบเวเฟอร์
เวเฟอร์ซิลิกอน (Si) และซิลิกอนคาร์ไบด์ (SiC) :
ใช้ใน การขัดหยาบ (W20-W10) เพื่อลบรอยเลื่อยและทำให้ได้ความเรียบ
การขัดเงาขั้นสุดท้าย (W1.5-W0.5) สำหรับพื้นผิวที่เรียบเป็นพิเศษ (Ra < 0.5 nm) ในการผลิตเวเฟอร์เอพิแทกเซียล SiC
สารกึ่งตัวนำแบบผสม (GaAs, GaN) :
จำเป็นสำหรับการขัดพื้นผิว GaN-on-SiC สำหรับอุปกรณ์ความถี่สูง/RF
(2) การหั่นและการหั่น
ใบมีดหั่นเวเฟอร์ :
ผสมกับพันธะเรซินเพื่อสร้าง เลื่อยตัด สำหรับเวเฟอร์ SiC และ GaN (ช่วยลดการแตก)
ระบบช่วยการหั่นเลเซอร์ :
ทำหน้าที่เป็นสารกัดกร่อนใน การแตกร้าวที่เกิดจากความร้อนด้วยเลเซอร์ เพื่อการตัดขอบที่เรียบร้อย
(3) การจัดการความร้อน
วัสดุอินเทอร์เฟซทางความร้อน (TIMs) :
เพิ่มลงในจารบี/แผ่นระบายความร้อน เพื่อเพิ่มการกระจายความร้อนในอุปกรณ์ที่มีกำลังไฟสูง (เช่น IGBT, SiC MOSFET)
สารเคลือบระบายความร้อน :
การเคลือบ SiC ที่พ่นด้วยพลาสม่าช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการกระจายความร้อน
(4) CMP (การแพลนเนอร์ทางเคมีและกลศาสตร์)
สารเติมแต่งสารละลาย :
รวมกับสารออกซิไดเซอร์ (เช่น H₂O₂) เพื่อขัด พื้นผิว SiC และแซฟไฟร์ ในการผลิต LED/HEMT
2. ทำไมต้อง Green SiC? ข้อดีหลัก
| คุณสมบัติ | ประโยชน์ในการประยุกต์ใช้เซมิคอนดักเตอร์ |
|---|---|
| ความแข็งสูง (9.2 โมห์ส) | มีประสิทธิภาพสำหรับการกลึงเวเฟอร์ SiC/GaN ที่มีความแข็งพิเศษ |
| การนำความร้อนสูง (120 W/m·K) | ปรับปรุงการระบายความร้อนในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง |
| ความเฉื่อยทางเคมี | ทนทานต่อปฏิกิริยากับกรด/ด่างในระหว่างการกัดแบบเปียก |
| ความบริสุทธิ์ที่ควบคุม (≥99.9%) | ป้องกันการปนเปื้อนของโลหะ (Fe, Al < 50 ppm) |
| ขนาดอนุภาคที่ควบคุมได้ (0.1–50 μm) | สามารถปรับเปลี่ยนให้เหมาะกับการลับคม (หยาบ) และ CMP (ละเอียด) |
3. พารามิเตอร์กระบวนการที่สำคัญ
การขัดเงา :
สำหรับเวเฟอร์ SiC: ซิลิกาคอลลอยด์ + สารละลาย SiC , pH 10–11, 30–60 รอบต่อนาที
การหั่นเต๋า :
ส่วนประกอบของใบมีด: SiC 30–50%, พันธะเรซิน, ความเร็วแกนหมุน 30,000 รอบต่อนาที
น้ำยาระบายความร้อน :
การโหลดที่เหมาะสมที่สุด: ผงไมโคร SiC 15–25% (3–5 μm) ในเมทริกซ์ซิลิโคน
4. แอปพลิเคชันใหม่ ๆ
อุปกรณ์ไฟฟ้า SiC :
ใช้ใน การทำให้พื้นผิวบางลง สำหรับ SiC MOSFET แนวตั้ง (ปรับปรุงผลผลิต)
บรรจุภัณฑ์ขั้นสูง :
เพิ่ม ความน่าเชื่อถือ ของการบรรจุเวเฟอร์แบบพัดลม (FOWLP) ด้วยการลดการบิดเบี้ยว
คอมพิวเตอร์ควอนตัม :
ขัดพื้นผิวคิวบิตตัวนำยิ่งยวด (เช่น Nb บน SiC)