Nel campo dei materiali semiconduttori, il carburo di silicio (SiC), con la sua eccellente conduttività termica, le caratteristiche di ampio gap di banda, l'elevata intensità del campo elettrico di rottura e l'elevata mobilità degli elettroni, sta gradualmente diventando un punto caldo di ricerca e sviluppo, guidando l'innovazione di una nuova generazione di dispositivi elettronici. Come materiale di substrato per componenti chiave, le ampie prospettive di applicazione del carburo di silicio sono evidenti, dall'elettronica di potenza ad alta efficienza ai chip di comunicazione ad alta frequenza, la sua figura è ovunque. Tuttavia, la durezza estremamente elevata dei materiali in carburo di silicio (durezza Mohs di circa 9,5) è come un'arma a doppio taglio, poiché gli conferisce eccellenti proprietà fisiche, ma crea anche numerosi ostacoli alla sua lavorazione.
Di fronte al difficile problema della lucidatura e della molatura substrato in carburo di silicio, i metodi di trasformazione tradizionali sono spesso inadeguati, inefficienti e costosi. È in questo contesto che è nata la tecnologia di rettifica per reazione indotta dall'attrito metallico, che ha aperto una nuova strada per la lavorazione efficiente del carburo di silicio. Questa tecnologia utilizza abilmente la reazione chimica prodotta dall'attrito del metallo e del carburo di silicio ad alta temperatura, attraverso la formazione e la rimozione continua dello strato metamorfico di reazione, per ottenere una rimozione ad alta velocità e con pochi danni dei materiali in carburo di silicio. Questa innovazione non solo supera i problemi di lavorazione causati dall'elevata durezza del carburo di silicio, ma migliora anche significativamente l'efficienza di lavorazione e la qualità della superficie.
Vale la pena notare che la tecnologia di rettifica con reazione indotta dall'attrito del metallo deve essere applicata in condizioni accuratamente controllate per evitare la decomposizione del carburo di silicio ad alte temperature e la formazione di composti instabili con il metallo, aggravando così l'usura dell'utensile. I dati sperimentali mostrano che la selezione di metalli adatti (come ferro, nichel puro) come mezzi di attrito può ottenere una rimozione differenziata ed efficiente di diverse superfici del substrato di carburo di silicio (carbonio e silicio). Grazie alla sua stabilità strutturale, la qualità superficiale della superficie del carbonio è quasi priva di danni. Nonostante siano presenti difetti cristallini nella superficie del silicio, la velocità di rimozione del materiale può raggiungere i 534 µm/h sotto l'attrito del nichel puro, dimostrando il grande potenziale di questa tecnologia in determinate condizioni.
Guardando al futuro, si prevede che la tecnologia di rettifica con reazione indotta dall'attrito metallico raggiungerà un'applicazione più ampia nel campo della lavorazione dei substrati di carburo di silicio. Con l'approfondimento della ricerca e la maturità della tecnologia, si prevede che la tecnologia si espanderà alla lavorazione di wafer di carburo di silicio di grandi dimensioni e migliorerà ulteriormente l'efficienza produttiva e la resa dei dispositivi in carburo di silicio. Allo stesso tempo, in combinazione con altre tecnologie di lavorazione avanzate, come la lucidatura ultraprecisa e la lavorazione assistita da laser, si prevede di ottenere un'ottimizzazione completa della lavorazione dei materiali in carburo di silicio e di promuovere l'industria dei semiconduttori in carburo di silicio a un nuovo livello.
In breve, le sfide e le opportunità di lavorazione dei substrati di carburo di silicio coesistono e l’emergere della tecnologia di rettifica con reazione indotta dall’attrito metallico fornisce una soluzione innovativa a questo problema. Con il continuo progresso della tecnologia e la continua espansione dei campi di applicazione, i materiali semiconduttori al carburo di silicio svolgeranno sicuramente un ruolo più importante nello sviluppo futuro della scienza e della tecnologia elettronica.
