Diamant postane idealen material za pripravo polprevodniških substratov

Z razvojem integracije in miniaturizacijo polprevodniških elektronskih naprav je Diamon -ova odlična toplotna in električna prevodnost postala idealen material za pripravo polprevodniških substratov. Da bi izpolnili zahteve polprevodniške industrije za visoko natančnost in visoko zanesljivost zmogljivosti elektronskih naprav, je treba polirati površino diamanta. Vendar pa se zaradi visoke trdote, visoka odpornost proti obrabi in visoka kemična inertnost diamanta diamantno predelava soočajo s številnimi težavami. Obstoječe tehnologije za poliranje diamantov imajo svoje prednosti in slabosti, nujno pa je potrebna tehnologija diamantnega površinskega poliranja, ki lahko doseže gladkost, plodnost in majhno poškodbo, hkrati pa zagotavlja učinkovitost. Zato ta članek pregleduje ustrezno literaturo o tehnologiji za poliranje diamantov doma in v tujini, povzema načela in prednosti ter slabosti mehanskega poliranja, termokemičnega poliranja, kemičnega mehanskega poliranja, poliranja v plazmi, laserskem poliranju in drugih tehnologijah. Za prihodnjo tehnologijo za poliranje diamantov bi se morala razvijati v smeri kombinacije več tehnologij in smeri inteligence, natančnosti in varstva okolja, s čimer bi razširila obseg uporabe diamantnih materialov.

 

V zadnjih letih se s hitrim razvojem 5G in umetne inteligence njihove notranje elektronske komponente vse bolj premikajo k natančnosti, integraciji in miniaturizaciji. Elektronske naprave se nenehno krčijo, kopičenje toplote, ustvarjene med delovanjem vezja, lahko vpliva na delovanje elektronskih naprav in celo povzroči poškodbe. Kako rešiti svoje težave z odvajanjem toplote in zagotoviti, da stabilno delovanje sistema postaja vse bolj pomembno. Pri sobni temperaturi ima diamant toplotno prevodnost, večjo od 2000 wm -1 k -1, odlične dielektrične lastnosti in nizek koeficient toplotne ekspanzije (kot je prikazano v tabeli 1), zaradi česar je idealen material za disipacijo toplote za proizvodnjo naprav za polprevodnike. Vendar pa je zaradi neenakomerne debeline, naključne kristalne orientacije in grobe površine z visokim notranjim stresom, ki se pogosto pojavlja med rastnim procesom diamanta, pa tudi zaradi visoke trdote, odpornosti na obrabo in kemični inerti diamantnih materialov, diamantno obdelavo izjemno težko. Zato so bile tehnike poliranja in oprema, povezana z diamanti, vedno v središču pozornosti tako v akademiji kot v industriji.

 

Razviti so bile različne tehnike poliranja, da bi ustrezale zahteve po gladkih, ravnih in nizkih poškodbah diamantnih površin. Pogosto uporabljene metode vključujejo mehansko poliranje (MP), termokemično poliranje (TCP), kemično mehansko poliranje (CMP), poliranje jedkanja v plazmi (PEP), lasersko poliranje (LP) (LP) itd. Vendar ima vsaka od zgoraj omenjenih metod, ki je potrebna, da bi bila potrebna, da bi lahko dosegli visoko učinkovitost.

Zato se na podlagi trenutne tehnologije za poliranje diamantov, ki se začnejo iz opreme, načel, učinkovitosti poliranja, kakovosti površine in drugih vidikov vsake tehnologije poliranja, povzeti prednosti in slabosti različnih tehnologij za poliranje, razpravljamo o prihodnji razvojni smeri diamantne tehnologije polprevodniških podstavkov.