本文關(guān)鍵詞：后處理升溫速率對(duì)低溫拋光鍺單晶片變形的影響

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【摘要】：鍺材料憑借優(yōu)異的物理、化學(xué)性能在高科技領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。鍺單晶片的變形控制是晶片加工中極為重要的一點(diǎn)。低溫拋光能加工出高質(zhì)量晶片,但加工后溫度回升的過(guò)程會(huì)導(dǎo)致晶片發(fā)生變形。本文通過(guò)有限元仿真,研究升溫速率對(duì)鍺單晶片變形的影響規(guī)律,同時(shí)還探討了晶片的幾何參數(shù),如厚度、直徑對(duì)熱變形的影響。通過(guò)設(shè)計(jì)與制作溫控箱,開展升溫速率對(duì)鍺單晶片變形影響試驗(yàn),對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。本文開展的主要工作內(nèi)容如下:(1)通過(guò)ANSYS熱-結(jié)構(gòu)耦合仿真,探究升溫速率對(duì)晶片變形的影響規(guī)律:升溫速率越快,熱應(yīng)力越大,鍺單晶片越容易發(fā)生塑性形變,變形越明顯;在只考慮升溫處理產(chǎn)生的熱應(yīng)力的情況下,厚度越大,熱應(yīng)力也越大,越容易發(fā)生變形;對(duì)于超薄鍺晶片,不同直徑鍺單晶片在升溫處理中溫度大小及分布差別較小,熱應(yīng)力也相差不大。(2)設(shè)計(jì)、制作半導(dǎo)體溫控箱,用于實(shí)驗(yàn)中升溫速率的控制。從-30℃~30℃,最短升溫時(shí)間為4分49秒,升溫可調(diào)范圍廣;響應(yīng)速度小于6s;控制精度為1℃左右;同一高度選取的點(diǎn)上最大溫差為0.35℃,均勻性較好;相同電壓下兩次升溫時(shí)間偏差最大為2.33%,設(shè)備穩(wěn)定性高。用擬合的手段獲得了升溫時(shí)間與控制電壓之間的關(guān)系,并用其獲取實(shí)驗(yàn)所需要的控制電壓,最后用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。(3)通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究升溫速率對(duì)晶片變形的影響規(guī)律,得出以下結(jié)論:升溫速率越快,晶片變形越為明顯,在文中條件下,升溫時(shí)間超過(guò)60min后,晶片變形程度隨升溫時(shí)間改變變化很小;晶片越厚,在升溫處理中越不容易發(fā)生變形;晶片直徑越小,越不容易發(fā)生變形;升溫處理對(duì)應(yīng)力較為集中的晶片裂紋影響明顯;晶片的殘余應(yīng)力在升溫處理過(guò)程中發(fā)生了改變,說(shuō)明在升溫處理過(guò)程中熱應(yīng)力與殘余應(yīng)力共同作用引起材料局部的塑性變形,導(dǎo)致晶片彎曲變形,殘余應(yīng)力對(duì)變形有非常復(fù)雜的影響;鍺單晶片內(nèi)位錯(cuò)在熱應(yīng)力與內(nèi)應(yīng)力共同作用下發(fā)生滑移與增殖是晶片變形的根本原因。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN305.2

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本文編號(hào)：1217492