Нитрид галлия, как основной широкозонный полупроводниковый материал, в течение 2026 года стал быстро расширяться для силовых устройств и радиочастотных чипов. В отличие от пластин монокристаллического кремния, подложки GaN достигают твердости по Моосу в диапазоне 8,5–9,0, обеспечивая стабильную энергию химической связи, что создает особые трудности для традиционных химико-механических процессов планаризации. Обычные полиуретановые CMP-прокладки общего назначения для кремния не могут удовлетворить требования обработки GaN, а подбор материалов стал одним из основных узких мест, ограничивающих выход массового производства.
В реальных условиях эксплуатации завода неправильно подобранные формулы контактных площадок легко вызывают два типичных дефекта: недостаточную скорость съема материала, что приводит к низкой производительности, или чрезмерное механическое истирание, вызывающее микроцарапины и подповерхностные повреждения на поверхности GaN-подложек. В случае эпитаксиально выращенных структур GaN-on-Si и GaN-on-SiC даже крошечные поверхностные царапины напрямую ухудшают электрические характеристики последующих устройств. Данные отраслевых испытаний показывают, что квалифицированным полиуретановым накладкам, предназначенным для GaN, необходимо одновременно сбалансировать пористую структуру, твердость и химическую стойкость. Размер пор обычно контролируется в пределах 25–50 мкм для обеспечения стабильного удержания суспензии и эффективного удаления остатков, избегая закупорки пор во время длительной непрерывной полировки.
Многие разработчики полупроводниковых расходных материалов сейчас адаптируют системы сшивки термореактивного полиуретана для сценариев с GaN. Конструкция твердости должна обеспечивать тонкий баланс: слишком твердые площадки вызывают царапины, а чрезмерно мягкие площадки приносят в жертву возможность глобальной планаризации по всей пластине. Многослойные композитные структуры, сочетающие жесткий верхний полирующий слой и эластичную подкладку, постепенно стали основными решениями для обработки GaN CMP.
Опираясь на наш накопленный опыт в разработке высокоэффективных полиуретановых материалов, мы оптимизируем рецептуру базового полимера и параметры микровспенивания, ориентируясь на характеристики полировки GaN. Наше материальное решение ориентировано на стабильную консистенцию пор, хорошую стойкость к щелочным и кислым суспензиям CMP, а также на низкое выделение частиц. Он поддерживает фабрики по получению гладких поверхностей GaN на атомном уровне, сохраняя при этом приемлемую эффективность удаления, помогая клиентам сократить циклы отладки процесса массового производства соединений-полупроводников.