1. El papel del carburo de silicio verde
El SiC verde es más duro y frágil que el SiC negro, lo que produce fracturas más pronunciadas. Esto lo hace ideal para la eliminación de material y el conformado de silicio antes del pulido de precisión final. Se utiliza en forma de suspensión abrasiva libre (granos sueltos mezclados con un fluido portador) en procesos de lapeado.
2. Tamaños de grano típicos utilizados
El proceso utiliza una progresión de granos cada vez más finos. El SiC verde se utiliza en los pasos más gruesos:
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Lapeado muy rugoso (aplanamiento inicial): F220 (~63 µm) a F500 (~20 µm) . Esto elimina las marcas de sierra y establece la planitud básica.
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Pulido intermedio: F800 (~12 µm) a F1200 (~3 µm) . Esto refina aún más la superficie, eliminando el daño del paso anterior y reduciendo la profundidad del daño subsuperficial.
Importante: La transición del lapeado al pulido se define por la eliminación del daño subsuperficial. Tras el paso más fino de SiC verde, la superficie es mate y rayada, pero mucho más plana.
3. La etapa final de pulido (lo que viene después del SiC)
El SiC verde no se utiliza para el acabado final del espejo . Su dureza provocaría daños subsuperficiales y rugosidad superficial inaceptables para aplicaciones semiconductoras u ópticas.
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El pulido final utiliza una suspensión de sílice coloidal con partículas abrasivas extremadamente finas (en el rango de 0,02 µm a 0,1 µm , o 20-100 nanómetros).
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Esta suspensión, combinada con una almohadilla de poliuretano poroso suave, crea una acción de pulido químico-mecánico (CMP) que elimina el material a nivel atómico, dando como resultado una superficie de espejo lista para la epitaxia y sin rayones.
Tabla de resumen del proceso
| Escenario | Objetivo principal | Abrasivo típico | Tamaño de grano (µm) | Resultado de superficie |
|---|---|---|---|---|
| 1. Pulido basto | Eliminar marcas de sierra, establecer planitud | Carburo de silicio verde | F220 – F500 (63 – 20 µm) | Opaco, muy rayado |
| 2. Pulido fino | Reduce los daños del subsuelo y mejora el acabado. | Carburo de silicio verde | F800 – F1200 (12 – 3 µm) | Acabado mate uniforme |
| 3. Pulido | Elimina todos los daños y consigue un acabado óptico. | Óxido de aluminio u óxido de cerio | ~1 µm y menos | Prepulido, semibrillante |
| 4. Pulido final / CMP | Suavidad a nivel atómico, lista para epi | Sílice coloidal | 0,02 – 0,1 µm | Acabado de espejo perfecto |
Consideraciones clave para la selección
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Daño Subsuperficial (SSD): Cada grano más grueso provoca grietas bajo la superficie. El siguiente grano más fino debe eliminar material a una profundidad mayor que la capa SSD del paso anterior. Esto determina la secuencia de progresión.
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Especificación de la oblea: la condición inicial (cortada con alambre, rectificada) y la aplicación final (célula solar, oblea de CI, MEMS) determinan cuántos pasos y qué granos son necesarios.
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Consistencia: para la producción industrial, a menudo se utilizan polvos de tamaño micrométrico de gradación estricta (por ejemplo, W7, W10, W14 que corresponden a ~7 µm, 10 µm, 14 µm) en lugar de designaciones de grano FEPA suelto para un mejor control.
Conclusión
Para responder directamente a su pregunta: El carburo de silicio verde, en tamaños que van desde ~60 µm (F220) hasta ~3 µm (F1200), se utiliza en las etapas de lapeado para preparar silicio monocristalino. Sin embargo, el pulido espejo final requiere, sin duda, cambiar a un abrasivo mucho más fino y suave, como la sílice coloidal, en un proceso CMP. El tamaño de grano inicial y final exacto para las etapas de SiC verde depende del estado inicial de la oblea y de la calidad final requerida.
