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半導体材料業界の新興スターである炭化ケイ素は、その優れた性能指標によりマイクロエレクトロニクス技術の革新トレンドを徐々にリードしています。従来の半導体材料よりもはるかに優れたその独特の熱伝導率は、効率的な熱放散の可能性をもたらし、特に高出力電子デバイスにおいて比類のない利点を示します。広いバンドギャップ特性と相まって、炭化ケイ素基板 は極端な環境でも安定した電気的性能を維持でき、温度変動の影響を受けないため、航空宇宙や航空宇宙などのハイエンド用途での応用範囲が大幅に広がります。新エネルギー車。さらに、高絶縁破壊電界と高電子移動度という 2 つの重要なパラメーターにより、パワー エレクトロニクス コンバーターや RF 通信デバイスなどの高周波および高電圧電子デバイスにおける炭化ケイ素の応用のための強固な基盤が築かれました。 、そのおかげでパフォーマンスの飛躍を達成しました

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炭化ケイ素の幅広い用途は、上記のハイエンド分野に限定されるものではなく、より複雑な回路構造をサポートする高性能チップの基板材料としてなど、半導体産業チェーンの多くの中核的なつながりにも深く浸透しています。エピタキシャル成長プロセスでは、その安定した基板特性により高品質な膜の成長が促進され、デバイス性能の最適化の可能性が得られます。デバイス設計段階では、炭化ケイ素の特性が設計者の無限の創造性を刺激し、より革新的で高性能な半導体製品を生み出します。ウェーハ製造段階では、炭化ケイ素の導入により製造プロセスに対する要求が高まり、半導体製造業界全体の技術進歩が促進されました。[6]

しかし、これはまさに完璧に近い材料であるため、ダイヤモンドに近いモース硬度という非常に高い硬度が、その幅広い用途を制限する大きな問題となっています。精密機械加工プロセスでは、炭化ケイ素の硬度により従来の研磨および研削技術を発揮することが困難であり、加工効率が低いだけでなく、表面品質が基準に達しない可能性があり、生産コストが増加します。したがって、炭化珪素の加工問題をいかに克服するかが、半導体材料分野において早急に解決すべき重要な技術の一つとなっている。研究者は、加工精度を確保すると同時に加工効率を向上させ、シリコンの応用・開発を促進するために、高度な化学機械研磨技術やレーザー加工技術などの新たな加工方法を常に模索しています。より幅広い分野で超硬材料を提供します。

ゾルゲル研磨技術は、環境に優しい効率的な研磨方法です。半固化研磨材と柔軟な基材を使用することにより、ソフトマトリックスの柔軟な特性により、研磨粒子の「耐性」効果が達成され、超微細な研磨が可能になります。 - 非常に硬い半導体基板上の滑らかで欠陥密度の低い表面。この方法は、化学的作用と機械的作用を組み合わせて、表面または表面下に深刻な損傷を与えることなく、非常に硬い半導体基板を効果的に研磨します。従来のCMPと比較して、ゾルゲル研磨技術は短時間で表面粗さを大幅に低減し、より高い材料除去率を達成できます。ソフトマトリックスは柔軟性に優れているため、より低い研磨圧力でも機能し、ワークピースや装置にかかる圧力要求を軽減し、摩耗と摩耗粒子の脱落を軽減し、摩耗粒子の耐用年数を延長します。前駆体材料 (通常は有機金属化合物) はゾルに変換され、加水分解と縮合反応によってゲルが形成されます。ゾルゲル研磨パッドでは、摩耗粒子はゲルマトリックス中に部分的に固定されており、摩耗粒子の動きを維持しながら一定の機械的強度を提供できます。国内の学者らはこの技術を用いてHTHP単結晶ダイヤモンド(111)表面を22時間研磨し、表面粗さを230nmから1.3nmに加工した。ちなみに、静電容量効果とは、研磨工程において、研磨材が加工面に接触した際に、柔らかいマトリックスの存在により、より突出した研磨材が反発力を生み出し、表面研磨材がワークをほぼ確実に加工できる効果のことを指します。同じ水平面内で研磨するため、より大きなサイズの研磨材による加工面への損傷が回避され、均一な材料除去が得られます。より優れた研磨効果が得られます。

要約すると、炭化ケイ素は半導体材料業界の新たなスターとして、その独自の性能上の利点によりマイクロエレクトロニクス技術の革新をリードしています。その幅広い応用はハイエンド分野の技術進歩を促進するだけでなく、半導体産業チェーンのあらゆるつながりに大きな影響を与えます。ただし、炭化ケイ素の高硬度特性により、その加工には課題も生じます。この問題に直面して、研究者はゾルゲル研磨技術などの革新的な解決策を積極的に模索しています。これらの新興技術は、加工効率と表面品質を向上させるだけでなく、炭化ケイ素材料の用途と開発における新たな道を切り開きます。より幅広い分野へ。技術の継続的な進歩に伴い、炭化ケイ素材料は将来の科学技術分野において確実により重要な役割を果たすことになるでしょう