隨著光電子技術(shù)和微電子技術(shù)的快速發(fā)展,電子元器件逐漸向耐高溫、耐高壓、抗輻射、高頻、大功率等極端工作環(huán)境方向發(fā)展,因此以碳化硅為代表的第三代半導(dǎo)體材料在電力電子器件、光電子器件、半導(dǎo)體LED照明、新能源汽車、5G通信技術(shù)等領(lǐng)域擁有廣闊的發(fā)展前景。由于碳化硅的表面質(zhì)量影響外延層的質(zhì)量和器件性能,因此獲得原子級(jí)光滑和無損傷的SiC襯底表面顯得尤為關(guān)鍵。但SiC高硬度和顯著的化學(xué)惰性給實(shí)現(xiàn)原子級(jí)光滑、無損傷的表面帶來了極大的困難。本文采用光助芬頓反應(yīng)體系對(duì)6H-SiC晶片Si面進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光,從化學(xué)影響因素角度研究了芬頓試劑組分(pH值、H₂O₂濃度和Fe²⁺濃度)和紫外光功率對(duì)拋光效果的影響,研究發(fā)現(xiàn),隨pH值、H₂O₂濃度和Fe²⁺濃度的升高,SiC晶片的材料去除率（MRR）先增大后減小,表面粗糙度先減小后增大,增大紫外光功率,MRR隨之增加。在pH3、H₂O₂濃度為4wt%、Fe²⁺濃度為... 

【文章來源】：江南大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：79 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

砂輪ELID磨削原理圖[23]

第一章緒論5圖1-2電化學(xué)拋光原理圖[29]（2）磁流變拋光（MRF）磁流變拋光（MRF）利用磁極產(chǎn)生強(qiáng)大磁場(chǎng)使磁流變液由牛頓流體變成黏度較大的Bingham流體，拋光磨料會(huì)沿著磁場(chǎng)分布線形成鏈狀結(jié)構(gòu)，從而具有強(qiáng)大的剪切力，在運(yùn)動(dòng)過程中，工件表面因受到磨料的剪切力而發(fā)生材料去除，其工作原理如圖1-3所示[32]。潘繼生等[32]對(duì)SiC單晶片進(jìn)行集群磁流變平面拋光加工，研究發(fā)現(xiàn)，采用金剛石磨料，控制加工間隙在1.4mm以內(nèi)，具有較好的拋光效果。增加拋光時(shí)間，表面粗糙度隨之減小，拋光30分鐘，SiC單晶片表面粗糙度Ra由72.89nm降至1.9nm。Wu[33]等采用集群磁流變效應(yīng)拋光方法對(duì)K9光學(xué)玻璃和硅片進(jìn)行了拋光實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，該方法可以實(shí)現(xiàn)高精度拋光，K9玻璃和硅片表面粗糙度分別達(dá)到Ra0.005μm和Ra0.016μm，同時(shí)加工效率高，加工10分鐘后表面粗糙度可降低1個(gè)數(shù)量級(jí)。當(dāng)加工間隙在1mm左右，轉(zhuǎn)速范圍在30～60rpm，拋光50分鐘可以獲得較好的加工效果。圖1-3磁流變拋光原理圖[32]（3）等離子體輔助拋光（PAP）等離子體輔助拋光（PAP）結(jié)合了等離子體輻射的表面氧化改性和軟磨料的拋光功能來實(shí)現(xiàn)材料的去除，其工作原理如圖1-4所示[34]。Deng等[34]采用氦氣水蒸氣等離子體照射SiC襯底表面，通過等離子輻射產(chǎn)生軟氧化物層，然后使用CeO2磨料對(duì)其進(jìn)行拋光以去除氧化物層，并優(yōu)化等離子體氧化工藝和磨料拋光工藝，結(jié)果表明，等離子體

第一章緒論5圖1-2電化學(xué)拋光原理圖[29]（2）磁流變拋光（MRF）磁流變拋光（MRF）利用磁極產(chǎn)生強(qiáng)大磁場(chǎng)使磁流變液由牛頓流體變成黏度較大的Bingham流體，拋光磨料會(huì)沿著磁場(chǎng)分布線形成鏈狀結(jié)構(gòu)，從而具有強(qiáng)大的剪切力，在運(yùn)動(dòng)過程中，工件表面因受到磨料的剪切力而發(fā)生材料去除，其工作原理如圖1-3所示[32]。潘繼生等[32]對(duì)SiC單晶片進(jìn)行集群磁流變平面拋光加工，研究發(fā)現(xiàn)，采用金剛石磨料，控制加工間隙在1.4mm以內(nèi)，具有較好的拋光效果。增加拋光時(shí)間，表面粗糙度隨之減小，拋光30分鐘，SiC單晶片表面粗糙度Ra由72.89nm降至1.9nm。Wu[33]等采用集群磁流變效應(yīng)拋光方法對(duì)K9光學(xué)玻璃和硅片進(jìn)行了拋光實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，該方法可以實(shí)現(xiàn)高精度拋光，K9玻璃和硅片表面粗糙度分別達(dá)到Ra0.005μm和Ra0.016μm，同時(shí)加工效率高，加工10分鐘后表面粗糙度可降低1個(gè)數(shù)量級(jí)。當(dāng)加工間隙在1mm左右，轉(zhuǎn)速范圍在30～60rpm，拋光50分鐘可以獲得較好的加工效果。圖1-3磁流變拋光原理圖[32]（3）等離子體輔助拋光（PAP）等離子體輔助拋光（PAP）結(jié)合了等離子體輻射的表面氧化改性和軟磨料的拋光功能來實(shí)現(xiàn)材料的去除，其工作原理如圖1-4所示[34]。Deng等[34]采用氦氣水蒸氣等離子體照射SiC襯底表面，通過等離子輻射產(chǎn)生軟氧化物層，然后使用CeO2磨料對(duì)其進(jìn)行拋光以去除氧化物層，并優(yōu)化等離子體氧化工藝和磨料拋光工藝，結(jié)果表明，等離子體

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]CMP中拋光墊和晶圓接觸狀態(tài)的研究[D]. 程喜樂.北京交通大學(xué) 2018
[2]基于芬頓反應(yīng)的單晶SiC化學(xué)機(jī)械拋光加工研究[D]. 陳潤(rùn).廣東工業(yè)大學(xué) 2017
[3]碳化硅光學(xué)材料芬頓輔助拋光機(jī)理與工藝研究[D]. 馬磊.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3541900