Магнитореологическое полирование поверхностей карбида кремния до ангстремного уровня шероховатости

Abstract

Монокристаллический карбид кремния является перспективным полупроводниковым материалом третьего поколения. Благодаря большой величине запрещённой зоны электроника на его основе может выдерживать экстремальные температуры эксплуатации до 500 °С и выше и устойчива к радиационному воздействию. Высокоточная полировка пластин из карбида кремния позволяет повысить надёжность электронных компонент, изготавливаемых на его основе. В работе представлены результаты финишной полировки магнитореологическим методом монокристаллов карбида кремния политипов 4Н и 6Н, а также реакционно-спечённой двухфазной Si-SiC (6H и 15R) керамики. Достигнуты ангстремные значения шероховатости (Ra = 1,6 Å для монокристаллов 4Н-SiC и 2,2 Å для 6Н-SiC), сравнимые с длиной связи Si-C (≈ 1,9 Å) и соответствующие лучшим мировым аналогам, получаемым при полировке другими известными методами. В результате полировки монокристаллов SiC с начальной шероховатостью 50 и 1030 Å в течение 1 ч достигается одно и то же конечное и, возможно, предельное значение Ra ≈ 2 Å. Для реакционно-спечённой керамики характерны значения Ra порядка 10 Å, обусловленные перепадом высоты профиля на границах фаз Si и SiC вследствие различий их твёрдости и уноса материала при полировке.