Пост 22804

В российском вузе разработали технологию алмазного шлифования пластин для полупроводниковИнженеры Инжинирингового центра РТУ МИРЭА оптимизировали технологию шлифования пластин монокристаллического сапфира с использованием алмазных инструментов разной зернистости Сапфир — один из самых твёрдых материалов (9 по шкале Мооса), его обработка традиционными методами приводит к образованию микротрещин и требует длительной финишной полировки Новая разработка позволяет увеличить скорость съёма материала в несколько раз, а также сократить время обработки и минимизировать дефектный слойМонокристаллический сапфир — стратегический материал в полупроводниковой промышленности. Он прозрачен в широком спектральном диапазоне (от ультрафиолета до инфракрасного), выдерживает температуры до 2040°C и химически инертен Именно сапфировые подложки используют для выращивания светодиодов, лазерных диодов и сложных СВЧ-микросхем. Но у этого материала есть и обратная сторона: его высокая твёрдость делает обработку крайне сложной. Традиционное шлифование свободным абразивом (алмазным порошком в жидкой суспензии) даёт высокую шероховатость поверхности и оставляет подповерхностный трещиноватый слой глубиной до 80–120 мкм. Для тонких пластин (толщиной менее 200 мкм) это критично: микротрещины снижают механическую прочность и теплопроводность, а их удаление требует длительной и дорогой финишной полировкиУчёные РТУ МИРЭА предложили перейти от свободного абразива к связанному алмазному инструменту — когда алмазные зёрна жёстко закреплены в специальной связующей матрице. Такой подход перераспределяет вектор нагрузки: вместо ударного воздействия вглубь материала преобладает сдвиговое микрорезание. Это сокращает глубину трещиноватого слоя на 30–40% и снижает расход абразиваСпециалисты испытали несколько вариантов алмазных инструментов с разным размером алмазных зёрен (от крупных до очень мелких) и разными составами связующего вещества. Лучший результат для черновой обработки показал термостабилизированный инструмент с крупным зерном: он снимал материал почти в 6,5 раз быстрее традиционных аналогов. Для финишной обработки оптимальным оказался инструмент с добавками графита, который улучшает отвод теплаПредложенный трёхступенчатый цикл (с постепенным уменьшением зерна) позволяет достичь высокой производительности и микроскопической шероховатости поверхности — менее 0,07 микрометра.Разработка имеет практическое значение для производителей полупроводниковых подложек, оптических компонентов и приборов на их основе. Исследование было представлено на Национальной научно-технической конференции с международным участием «Перспективные материалы и технологии»📸 Официальный сайт МИРЭА — Российский технологический университет@lithography1mm