Diamondista tulee ihanteellinen materiaali puolijohdesubstraattien valmistukseen

Puolijohde -elektronisten laitteiden integroinnin ja pienikoimisen kehittymisen myötä Diamondin erinomaisesta lämmön ja sähkönjohtavuudesta on tullut ihanteellinen materiaali puolijohdesubstraattien valmistukseen. Puolijohdeteollisuuden vaatimusten täyttämiseksi elektronisten laitteiden korkean tarkkuuden ja korkean luotettavuuden suorituskyvyn saavuttamiseksi on tarpeen kiillottaa timantin pintaa. Korkea kovuus, korkea kulumiskestävyys ja timantin korkea kemiallinen inertti tekevät kuitenkin timantinkäsittelyjen kasvoista monia vaikeuksia. Nykyisillä timanttien kiillotustekniikoilla on omat edut ja haitat, ja timantin pinnan kiillotustekniikka on kiireellisesti tarve saavuttaa sileyden, tasaisuuden ja alhaisen vaurion samalla kun varmistetaan tehokkuus. Siksi tässä artikkelissa tarkastellaan timanttien kiillotustekniikkaa koskevaa asiaa koskevaa kirjallisuutta kotona ja ulkomailla, tiivistää mekaanisen kiillotuksen, lämpökemiallisen kiillotuksen, kemiallisen mekaanisen kiillotuksen, plasman syövytyskiillotuksen, laserkiipauksen ja muiden tekniikoiden periaatteet ja haitat. Tulevaa timanttien kiillotustekniikkaa varten sen tulisi kehittyä kohti useiden tekniikoiden yhdistelmää ja älykkyyden, tarkkuuden ja ympäristönsuojelun suuntaa, laajentaen siten timanttimateriaalien sovellusaluetta.

 

Viime vuosina 5G: n ja tekoälyn nopean kehityksen myötä niiden sisäiset elektroniset komponentit ovat siirtyneet yhä enemmän kohti tarkkuutta, integraatiota ja miniatyrisointia. Elektroniset laitteet kutistuvat jatkuvasti, ja piirin aikana syntyneen lämmön kertyminen voi vaikuttaa elektronisten laitteiden toimintaan ja jopa aiheuttaa vaurioita. Kuinka ratkaista niiden lämmön hajoamisongelmat ja varmistaa, että järjestelmän vakaa toiminta on yhä tärkeämpää. Huoneenlämpötilassa timantissa on lämmönjohtavuus, joka on suurempi kuin 2000 Wm -1 k -1, erinomaiset dielektriset ominaisuudet ja alhainen lämpölaajennuskerroin (kuten taulukossa 1 esitetään), mikä tekee siitä ihanteellisen lämmön hajoamismateriaalin puolikonduktorilaitteiden valmistukseen. Kuitenkin epätasaisen paksuuden, satunnaisen kidesuuntauksen ja karkean pinnan vuoksi, jolla on suuri sisäinen jännitys, jota usein tapahtuu timantin kasvuprosessin aikana, samoin kuin timanttimateriaalien korkean kovuuden, kulutuskestävyyden ja kemiallisen inerttin aikana, timantinkäsittely on erittäin vaikeaa. Siksi timantteihin liittyvät kiillotustekniikat ja laitteet ovat aina kiinnittäneet huomiota sekä yliopistoissa että teollisuudessa.

 

Erilaisia ​​kiillotustekniikoita on kehitetty vastaamaan sileiden, litteiden ja alhaisten vaurioiden timanttipintojen vaatimuksia. Yleisesti käytettyihin menetelmiin kuuluvat mekaaninen kiillotus (MP), termokemiallinen kiillotus (TCP), kemiallinen mekaaninen kiillotus (CMP), plasman syövytys kiillotus (PEP), laser kiillotus (LP) jne. Jokaisella yllä olevalla menetelmällä on kuitenkin omat rajoituksensa, ja tällä hetkellä ei ole kiireellistä tekniikkaa, joka voi samanaikaisesti saavuttaa teollisuuden.

Siksi nykyisen timanttien kiillotustekniikan perusteella, kunkin kiillotustekniikan periaatteista, kiillotustehokkuudesta, pinnan laadusta ja muista näkökohdista, esitetään yhteenveto, ja timanttipuolijohteiden substraatin kiillotustekniikan tulevaisuuden kehityssuunta on esitetty erilaisten kiillotustekniikoiden eduissa ja haitoissa.