1. Yeşil Silisyum Karbürün Rolü
Yeşil SiC, siyah SiC’den daha sert ve daha kırılgandır, bu da daha keskin kırılmalara neden olur. Bu özelliği sayesinde, son hassas parlatma işleminden önce silikonun malzeme kaldırma ve şekillendirme işlemleri için idealdir. Parlatma işlemlerinde serbest aşındırıcı bulamaç (taşıyıcı bir sıvı ile karıştırılmış gevşek taneler) formunda kullanılır .
2. Kullanılan Tipik Tane Boyutları
Bu işlemde giderek daha ince tanecikler kullanılır. Daha kaba adımlarda ise yeşil SiC kullanılır:
-
Çok Kaba Taşlama (İlk Düzleştirme): F220 (~ 63 µm) ila F500 (~ 20 µm) . Bu işlem, testere izlerini giderir ve temel düzlüğü sağlar.
-
Ara Katman Zımparalama: F800 (~ 12 µm) ila F1200 (~ 3 µm) . Bu işlem, yüzeyi daha da iyileştirerek önceki adımdan kaynaklanan hasarı giderir ve yüzey altı hasar derinliğini azaltır.
Önemli: “Zımparalama”dan “parlatma”ya geçiş, yüzey altı hasarının giderilmesiyle tanımlanır. En ince yeşil SiC adımından sonra yüzey mat ve çizikli olur, ancak çok daha düzdür.
3. Son Parlatma Aşaması (SiC’den Sonra Gelen İşlem)
Yeşil SiC, son ayna kaplaması için kullanılmaz . Sertliği, yarı iletken veya optik uygulamalar için kabul edilemez yüzey altı hasarına ve yüzey pürüzlülüğüne neden olur.
-
Son parlatma işleminde, son derece ince aşındırıcı parçacıklara ( 0,02 µm ila 0,1 µm veya 20-100 nanometre aralığında) sahip koloidal silika bulamacı kullanılır.
-
Bu bulamaç, yumuşak gözenekli bir poliüretan ped ile birleştirildiğinde, atomik düzeyde malzeme uzaklaştıran kimyasal-mekanik parlatma (CMP) etkisi yaratır ve sonuç olarak çiziksiz, epitaksiye hazır bir ayna yüzeyi elde edilir.
Süreç Özeti Tablosu
| Sahne | Birincil Hedef | Tipik Aşındırıcı | Tane Boyutu (µm) | Yüzey Sonucu |
|---|---|---|---|---|
| 1. Kaba Taşlama | Testere izlerini giderin, düzlüğü sağlayın. | Yeşil Silisyum Karbür | F220 – F500 (63 – 20 µm) | Opak, yoğun şekilde çizilmiş |
| 2. İnce Taşlama | Yüzey altı hasarını azaltın, yüzey kalitesini iyileştirin. | Yeşil Silisyum Karbür | F800 – F1200 (12 – 3 µm) | Düzgün mat yüzey |
| 3. Parlatma | Tüm hasarları giderin, optik bir yüzey elde edin. | Alüminyum Oksit veya Seryum Oksit | ~1 µm ve altı | Ön cilalı, yarı parlak |
| 4. Son İşlem / CMP | Atom düzeyinde pürüzsüzlük, epidural kullanıma hazır. | Kolloidal Silika | 0,02 – 0,1 µm | Mükemmel ayna parlaklığı |
Seçim İçin Önemli Hususlar
-
Yüzey Altı Hasarı (SSD): Her bir daha iri tanecik, yüzeyin altında çatlaklar oluşturur. Bir sonraki daha ince tanecik, önceki adımdaki SSD katmanından daha derin bir malzemeyi kaldırmalıdır. Bu, ilerleme sırasını belirler.
-
Yonga Levhası Özellikleri: Başlangıç koşulu (tel testereyle kesilmiş, zımparalanmış) ve son uygulama (güneş pili, entegre devre yonga levhası, MEMS) kaç adımın ve hangi zımpara taneciklerinin gerekli olduğunu belirler.
-
Tutarlılık: Endüstriyel üretimde, daha iyi kontrol sağlamak için gevşek FEPA tane boyutlandırmaları yerine, sıkıca derecelendirilmiş mikron boyutlu tozlar (örneğin, ~7µm, 10µm, 14µm’ye karşılık gelen W7, W10, W14) sıklıkla kullanılır.
Çözüm
Sorunuza doğrudan cevap vermek gerekirse: Tek kristalli silikon hazırlamak için taşlama aşamalarında ~60 µm (F220) ile ~3 µm (F1200) arasında değişen boyutlarda yeşil silisyum karbür kullanılır. Bununla birlikte, nihai ayna cilası, CMP işleminde kolloidal silika gibi çok daha ince, daha yumuşak bir aşındırıcıya geçişi kesinlikle gerektirir . Yeşil SiC adımları için tam başlangıç ve bitiş tane boyutu, başlangıçtaki gofret durumuna ve gerekli nihai kaliteye bağlıdır.
