El carburo de silicio (SiC) verde es un material abrasivo de alta pureza ampliamente utilizado en el pulido de sustratos semiconductores debido a su excepcional dureza (9,2-9,5 Mohs), estabilidad térmica e inercia química. A continuación, se detalla su función en el pulido de sustratos semiconductores:
1. Propiedades clave del SiC verde para el pulido
Alta dureza : eficaz para el pulido y esmerilado de precisión de materiales duros como silicio (Si), arseniuro de galio (GaAs) y zafiro.
Granos abrasivos afilados : proporcionan una eliminación eficiente del material y minimizan el daño del subsuelo.
Estabilidad térmica : Mantiene el rendimiento a las altas temperaturas generadas durante el pulido.
Inercia química : Resiste reacciones con refrigerantes o sustratos, lo que garantiza un procesamiento limpio.
2. Aplicaciones en el pulido de sustratos semiconductores
Lapeado y pulido basto : se utiliza en las primeras etapas para lograr planitud y eliminar defectos de la superficie.
Pulido fino : combinado con lodos de diamante o sílice coloidal para acabados ultra suaves (Ra < 1 nm).
Rectificado de bordes : da forma a los bordes de las obleas para evitar que se astillen durante la manipulación.
3. Ventajas sobre otros abrasivos
Rentable : más barato que el diamante, pero más duro que la alúmina o el carburo de boro.
Agresividad controlada : es menos probable que produzca arañazos profundos en comparación con el diamante, lo que lo hace adecuado para pasos de pulido intermedios.
4. Consideraciones sobre el proceso de pulido
Tamaño de grano :
Granos gruesos (#600–#1200) para la eliminación inicial de material.
Granos finos (#2000–#4000) para alisado final.
Formulaciones en suspensión : a menudo suspendidas en agua o fluidos a base de glicol con estabilizadores de pH.
Equipo : Se utiliza en pulidoras rotativas, CMP (Planarización Químico Mecánica) o pulidoras de doble cara.
5. Desafíos y mitigación
Rayones superficiales : pueden ocurrir si el tamaño del grano no coincide; se pueden mitigar con un pulido de varios pasos con abrasivos progresivamente más finos.
Contaminación : El SiC verde de alta pureza (99,9 %+) es esencial para evitar la introducción de impurezas.
6. Comparación con alternativas
Diamante : Más duro pero más caro; se utiliza para el pulido final.
Alúmina (Al₂O₃) : Más blanda, más barata, pero menos eficiente para sustratos duros.
Carburo de boro (B₄C) : más duro que el SiC, pero más caro y quebradizo.
7. Tendencias de la industria
Demanda de obleas más grandes : la consistencia del SiC es fundamental para el procesamiento de obleas de más de 300 mm.
Fabricación ecológica : reciclaje de lodos de SiC para reducir los residuos.
Conclusión
El carburo de silicio verde es un abrasivo versátil para el pulido de sustratos semiconductores, que equilibra coste, dureza y controlabilidad. Si bien el diamante predomina en el pulido final, el SiC sigue siendo indispensable para los pasos intermedios, especialmente para semiconductores compuestos (p. ej., SiC, GaN) y obleas de silicio tradicionales.