發(fā)布時(shí)間：2020-07-01 22:57

【摘要】：電子信息制造業(yè)的核心是微電子和光電子元器件制造,要求高精度、高集成度和高性能,因此怎樣使芯片襯底獲得良好的加工精度和表面質(zhì)量是當(dāng)今研究的重點(diǎn),化學(xué)機(jī)械拋光是目前獲得襯底基片整體平坦化超精密加工的有效方法。單晶SiC作為第三代半導(dǎo)體材料,具有高熱導(dǎo)率、高擊穿強(qiáng)度、高飽和電子漂移速率以及禁帶寬度大等特點(diǎn),但其莫氏硬度達(dá)到9.2-9.5,僅次于金剛石,因此加工難度很大。硅溶膠磨料是在納米級的二氧化硅表面包覆一層膠狀物,可以減小磨粒形狀的不規(guī)則性、降低表面硬度,在化學(xué)機(jī)械拋光中最大限度的減少對工件表面的損傷,因此被廣泛應(yīng)用到硅片、精密光學(xué)表面的平坦化加工中。本文首先對市售不同廠家的硅溶膠拋光液進(jìn)行粒徑和Zeta電位檢測分析其穩(wěn)定性,結(jié)合不同廠家硅溶膠拋光液對單晶Si C化學(xué)機(jī)械拋光的效果,選擇拋光性能好的硅溶膠產(chǎn)品,使用不同粒徑的硅溶膠拋光液對單晶SiC進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光,結(jié)合拋光后單晶SiC的表面粗糙度和表面形貌,優(yōu)選最佳粒徑的硅溶膠拋光液。在芬頓反應(yīng)條件下,分別用硅溶膠和W0.5的金剛石拋光液對單晶Si C進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光,用激光共聚焦顯微鏡和白光干涉儀對拋光后的單晶SiC進(jìn)行表面形貌和粗糙度檢測,發(fā)現(xiàn)硬度較軟的硅溶膠磨料拋光效果較差,隨后對含有不同芬頓試劑的硅溶膠進(jìn)行光譜分析、粒徑分析和Zeta電位分析,結(jié)合對應(yīng)硅溶膠拋光液對單晶Si C化學(xué)機(jī)械拋光的效果,研究了芬頓反應(yīng)環(huán)境對硅溶膠拋光液穩(wěn)定性及其對SiC化學(xué)機(jī)械拋光的影響。對影響單晶SiC化學(xué)機(jī)械拋光的主要因素(磨粒濃度、H_2O_2、拋光壓力、拋光轉(zhuǎn)速、拋光液流量)進(jìn)行了單因素實(shí)驗(yàn),研究了不同條件下,單晶Si C材料去除率和表面加工質(zhì)量的變化,優(yōu)選最優(yōu)工藝參數(shù)。以拋光后單晶SiC的表面形貌、材料去除率和表面粗糙度為優(yōu)化目標(biāo),得到最優(yōu)工藝參數(shù)為硅溶膠濃度30wt.%、H_2O_2濃度5%、拋光壓力8kg、轉(zhuǎn)速80r/min、拋光液流量60ml/min,對單晶SiC進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光,最終可以獲得表面粗糙度為Ra0.221nm的原子級超光滑表面。
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TQ163.4;O786
【圖文】：

第一章 緒論SiC 的材料特性C 是由 Si 原子和 C 原子以共價(jià)鍵的形式以空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)連對密排結(jié)構(gòu)，其中每個(gè) Si 原子會(huì)和 4 個(gè) C 原子以共價(jià)鍵形和 4 個(gè) Si 原子相連，這樣形成的空間結(jié)構(gòu)就會(huì)十分牢固子結(jié)構(gòu)有 200 多種[12]，目前應(yīng)用最廣泛為 4H-SiC 和 6H-S示。

SiC 的材料特性iC 是由 Si 原子和 C 原子以共價(jià)鍵的形式以空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)連對密排結(jié)構(gòu)，其中每個(gè) Si 原子會(huì)和 4 個(gè) C 原子以共價(jià)鍵形和 4 個(gè) Si 原子相連，這樣形成的空間結(jié)構(gòu)就會(huì)十分牢固，原子結(jié)構(gòu)有 200 多種[12]，目前應(yīng)用最廣泛為 4H-SiC 和 6H-S所示。(a) 4H-SiC 分子結(jié)構(gòu)示意圖

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2737394