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半導体産業で使用されるグリーンシリコンカーバイド

グリーンシリコンカーバイド(SiC)マイクロパウダーは、その優れた硬度、熱伝導性、化学的安定性により、半導体産業、特に ウェーハ処理、パワーエレクトロニクス、先端パッケージングにおいて重要な役割を果たしています 。主な用途と技術的利点は以下のとおりです。


1. 半導体製造における主な用途

(1)ウェーハラッピング&ポリッシング

  • シリコン(Si)およびシリコンカーバイド(SiC)ウェハ

    • 鋸目を除去し、平坦性を得るために、粗研磨(W20~W10)に使用します  。

    •  SiC エピタキシャル ウェーハ製造における超平滑表面 (Ra < 0.5 nm) のための最終研磨(W1.5-W0.5)。

  • 化合物半導体(GaAs、GaN)

    • 高周波/RFデバイス用GaN-on-SiC基板の研磨に必須。

(2)さいの目切りと切断

  • ウェーハダイシングブレード

    • 樹脂結合剤と混合して SiCおよびGaNウェハ用のダイシングソーを作成します (チッピングを低減)。

  • レーザーダイシングアシスト

    • レーザー誘起熱亀裂の研磨剤として機能し、  きれいなエッジカットを実現します。

(3)熱管理

  • 熱伝導性材料(TIM) :

    • 高出力デバイス (IGBT、SiC MOSFET など) の放熱性を高めるために、熱伝導グリース/パッドに添加されます。

  • ヒートシンクコーティング

    • プラズマ噴霧 SiC コーティングにより、ヒートスプレッダーの性能が向上します。

(4) CMP(化学機械平坦化)

  • スラリー添加剤

    •  酸化剤(例:H₂O₂)と組み合わせて、LED/HEMT 製造におけるSiC およびサファイア基板の研磨に使用します 。


2. なぜグリーンSiCなのか?主な利点

財産半導体アプリケーションにおける利点
高硬度(モース硬度9.2)超硬SiC/GaNウエハの加工に有効です。
高い熱伝導率(120 W/m·K)パワーエレクトロニクスの放熱性を向上させます。
化学的不活性ウェットエッチング中の酸/アルカリとの反応に耐えます。
純度管理(≥99.9%)金属汚染を防止します(Fe、Al < 50 ppm)。
制御可能な粒子サイズ(0.1~50μm)ラッピング(粗)・CMP(細)に対応可能です。

3. 重要なプロセスパラメータ

  • 研磨

    • SiCウェーハの場合: コロイドシリカ+SiCスラリー、pH 10~11、30~60 rpm。

  • さいの目に切る

    • ブレードの構成: 30~50% SiC、樹脂結合、スピンドル速度 30,000 rpm。

  • サーマルペースト:

    • 最適充填量:シリコンマトリックス中の 15~25% SiC マイクロパウダー(3~5 μm)。


4. 新興アプリケーション

  • SiCパワーデバイス

    • 縦型SiC MOSFETの基板薄化に使用  (歩留まり向上)。

  • 高度なパッケージング

    • 反りを低減することで、ファンアウト ウェーハ レベル パッケージング (FOWLP) の信頼性を向上させます  。

  • 量子コンピューティング

    • 超伝導量子ビット基板(例:SiC 上の Nb)を研磨します。

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