1. 大尺寸襯底的均勻性：隨著襯底尺寸的增加，保持整個(gè)襯底表面的均勻性變得更加困難。這包括平整度、厚度一致性和表面粗糙度。
   
   

2. 高表面質(zhì)量：SiC襯底對(duì)表面質(zhì)量的要求極高，需要實(shí)現(xiàn)原子級(jí)的表面粗糙度，同時(shí)要控制和減少次表面損傷。
   
   

3. 材料去除率（MRR）：SiC的硬度和脆性導(dǎo)致其去除率較低，這會(huì)影響加工效率和成本。
   
   

4. 加工損傷：在加工過程中容易產(chǎn)生微裂紋、位錯(cuò)和其他形式的損傷，這些損傷可能會(huì)影響器件的性能。
   
   

5. 化學(xué)機(jī)械拋光（CMP）的挑戰(zhàn)：CMP是實(shí)現(xiàn)高平整度和低表面粗糙度的關(guān)鍵步驟，但對(duì)于大尺寸SiC襯底，CMP過程中的均勻性和可重復(fù)性難以保證。
   
   

6. 熱管理：在加工過程中，SiC襯底可能會(huì)因?yàn)槟Σ梁颓邢髁Χa(chǎn)生熱量，需要有效的冷卻和熱管理策略來防止熱損傷。
   
   

7. 加工設(shè)備的能力：現(xiàn)有的加工設(shè)備可能需要升級(jí)或改進(jìn)以適應(yīng)8英寸襯底的加工，包括提高設(shè)備的剛性和穩(wěn)定性。
   
   

8. 加工參數(shù)的優(yōu)化：找到最佳的加工參數(shù)，如切削速度、進(jìn)給率和切削深度，對(duì)于提高加工質(zhì)量和效率至關(guān)重要。
   
   

9. 材料特性的理解：SiC的不同晶體取向和相變對(duì)加工過程有重要影響，需要深入理解這些特性以優(yōu)化加工策略。
   
   

近日，大連理工大學(xué)高性能精密制造國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的王浩翔, 康仁科, 董志剛, 高尚等科研人員，發(fā)布了一份論文材料去除機(jī)理和超精密加工技術(shù)兩個(gè)部分介紹了SiC的研究進(jìn)展，詳細(xì)介紹了國(guó)內(nèi)外SiC的材料去除與損傷形成機(jī)理以及研磨、拋光技術(shù)、超精密磨削技術(shù)的研究進(jìn)展。分析表明，不同學(xué)者對(duì)SiC的去除機(jī)理研究存在一定的差異。另外，缺乏合理的表面完整性理論模型，阻礙了SiC晶片磨削高效、低損傷的工藝參數(shù)選取。

在單晶SiC超精密加工方面，現(xiàn)階段較為成熟的加工方法主要經(jīng)過雙面研磨、單面研磨和化學(xué)機(jī)械拋光三個(gè)步驟，每個(gè)步驟的加工效率和表面完整性影響最終產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和廢品率。隨著SiC晶片尺寸不斷增大，利用工件旋轉(zhuǎn)磨削原理的超精密磨削技術(shù)作為一種高效、低損傷的SiC晶片加工方法應(yīng)運(yùn)而生，有望取代傳統(tǒng)的研磨加工。

接下倆我們來看一下這篇論文。

論文中提出的技術(shù)觀點(diǎn)對(duì)于優(yōu)化8英寸SiC襯底的制造加工具有重要意義。以下是這些技術(shù)觀點(diǎn)如何幫助解決8英寸SiC襯底制造中的加工難點(diǎn)：

1. 雙面研磨和單面研磨：通過改進(jìn)雙面研磨和單面研磨的工藝參數(shù)，可以提高晶片的平整度和均勻性，同時(shí)減少表面和次表面損傷。這對(duì)于8英寸襯底尤為重要，因?yàn)楦蟮某叽缫馕吨诩庸み^程中更難保持一致性。
2. 化學(xué)機(jī)械拋光（CMP）：通過優(yōu)化CMP過程，可以進(jìn)一步提高襯底的表面質(zhì)量和平整度。使用合適的拋光漿料和優(yōu)化的拋光參數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)原子級(jí)平滑的表面，這對(duì)于8英寸襯底的高性能應(yīng)用至關(guān)重要。
3. 超精密磨削技術(shù)：采用超精密磨削技術(shù)可以減少加工過程中的損傷，提高加工效率。這種技術(shù)利用工件旋轉(zhuǎn)磨削原理，可以更精確地控制材料去除率和表面完整性，這對(duì)于制造大尺寸SiC襯底非常有幫助。
4. 材料去除和損傷形成機(jī)制的理解：深入理解材料去除和損傷形成機(jī)制可以幫助優(yōu)化加工參數(shù)，減少加工過程中的不期望損傷。例如，通過控制切削深度和載荷，可以抑制微裂紋的產(chǎn)生和擴(kuò)展。
5. 表面完整性預(yù)測(cè)模型：開發(fā)和使用表面完整性預(yù)測(cè)模型可以幫助預(yù)測(cè)和控制加工過程中的表面和次表面損傷。這對(duì)于制造高質(zhì)量的8英寸SiC襯底至關(guān)重要，因?yàn)檫@些襯底將用于高性能電子器件。
6. 加工設(shè)備的發(fā)展：論文中提到了國(guó)內(nèi)外在超精密磨削設(shè)備方面的發(fā)展，這對(duì)于8英寸SiC襯底的制造尤為重要。擁有先進(jìn)的加工設(shè)備可以提高加工效率和質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。
7. 加工參數(shù)優(yōu)化：通過系統(tǒng)地研究不同加工參數(shù)對(duì)材料去除率（MRR）、表面粗糙度和次表面損傷深度的影響，可以為8英寸SiC襯底的加工提供優(yōu)化的參數(shù)設(shè)置。
8. 新型拋光技術(shù)：論文中提到的新型拋光技術(shù)，如電化學(xué)機(jī)械拋光（ECMP）、激光輔助拋光（LAP）和紫外輔助拋光（UAP），可以作為傳統(tǒng)CMP的替代或補(bǔ)充，以實(shí)現(xiàn)更高效和更低損傷的加工。

來源：碳化硅芯觀察