کاربید سیلیکون سبز (SiC) به دلیل خواص منحصر به فرد خود که مزایای متعددی نسبت به سایر مواد ساینده مانند اکسید آلومینیوم یا الماس دارد، به طور گسترده در صیقل دادن ویفر مورد استفاده قرار می‌گیرد. در اینجا مزایای کلیدی استفاده از کاربید سیلیکون سبز برای صیقل دادن ویفر آورده شده است:
۱. سختی بالا (موس ~۹.۳)
SiC سبز از اکسید آلومینیوم (سختی Mohs ~ 9) و تقریباً به سختی کاربید بور (سختی Mohs ~ 9.5) است، که آن را برای صیقل دادن مواد سخت مانند ویفرهای سیلیکونی، یاقوت کبود و سرامیک بسیار مؤثر می‌کند.
اگرچه به سختی الماس (سختی موهس ۱۰) نیست، اما جایگزین مقرون به صرفه‌ای برای بسیاری از کاربردها فراهم می‌کند.
۲. ذرات ساینده تیز و زاویه‌دار
دانه‌ها به راحتی در حین پولیش می‌شکنند و لبه‌های برش تازه‌ای ایجاد می‌کنند که نرخ حذف مواد را ثابت نگه می‌دارند.
این خاصیت خود تیز شوندگی، کارایی سایشی طولانی مدت را تضمین می‌کند.
۳. پایداری و خلوص شیمیایی
SiC سبز با خلوص بالا (≥99%) سنتز می‌شود و خطرات آلودگی را در پردازش ویفر نیمه‌هادی به حداقل می‌رساند.
در بسیاری از محیط‌های پولیش از نظر شیمیایی بی‌اثر است و واکنش‌های ناخواسته با سطح ویفر را کاهش می‌دهد.
۴. پرداخت سطح کنترل‌شده
تعادلی بین سرعت براده‌برداری و صافی سطح ایجاد می‌کند و آن را برای هر دو مرحله پولیش خشن و ظریف مناسب می‌سازد.
در مقایسه با ساینده‌های درشت‌تر مانند SiC سیاه، آسیب زیرسطحی کمتری ایجاد می‌کند.
۵. رسانایی حرارتی و مقاومت حرارتی
رسانایی حرارتی بالا به اتلاف گرما در حین پولیش کمک می‌کند و تنش حرارتی روی ویفرها را کاهش می‌دهد.
در دماهای بالا پایدار است و از تخریب در حین پولیش با سرعت بالا جلوگیری می‌کند.
۶. مقرون به صرفه بودن
مقرون به صرفه‌تر از ساینده‌های الماسی هستند و در عین حال عملکرد بالایی را برای بسیاری از انواع ویفر (مانند سیلیکون، کوارتز و شیشه) ارائه می‌دهند.
۷. تطبیق‌پذیری در کاربردها
برای صیقل دادن ویفرهای سیلیکونی تک کریستالی و چند کریستالی و همچنین مواد غیر نیمه هادی مانند شیشه نوری و سرامیک استفاده می‌شود.
سازگار با دوغاب‌های ساینده آزاد و پدهای ساینده ثابت.
مقایسه با سایر ساینده‌ها
| ملک | SiC سبز | SiC سیاه | آلومینا (Al₂O₃) | الماس |
|---|---|---|---|---|
| سختی (موس) | ۹.۳ | ۹.۲ | ۹.۰ | ۱۰ |
| خلوص | بسیار بالا | متوسط | بالا | بالاترین |
| هزینه | متوسط | کم | کم | بسیار بالا |
| بهترین مورد استفاده | پولیش کاری ظریف | سنگ زنی خشن | پولیش عمومی | فوق العاده دقیق |
نتیجه‌گیری
کاربید سیلیکون سبز برای پولیش ویفر که در آن ترکیبی از سختی، خلوص و حذف کنترل‌شده مواد مورد نیاز است، ایده‌آل است. این ماده شکاف بین آلومینای مقرون‌به‌صرفه و ساینده‌های الماس فوق‌العاده گران‌قیمت را پر می‌کند و آن را به انتخابی ترجیحی برای صنایع نیمه‌هادی و نوری تبدیل می‌کند.