SiC晶片精密研磨工艺及其表面损伤研究

来源 :广东工业大学 | 被引量 : 15次 | 上传用户:f_mei520
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SiC以其特有的大禁带宽度、高临界击穿场强、高电子迁移率、高热导率等特点,成为制造高温、高频、大功率、抗辐照及光电集成器件的理想材料。对于外延生长和电子器件制造,SiC晶圆的最终表面粗糙度要求达到均方根(RMS)纳米级。因此对单晶SiC光滑表面加工技术进行研究具有重要意义。一般晶片加工经过切割-研磨-抛光三道工序,单晶SiC晶圆采用金刚石线切割之后,晶片表面存有大量锯痕,表面不平整,而研磨阶段是去除切割留下的锯痕及加工变质层、平整化的过程,是保证后续抛光工序有效进行的关键阶段。传统机械研磨是加工晶体的常用方法,同样也是适用单晶SiC晶片。机械研磨加工方法会产生表面/亚表面损伤,损伤的存在严重影响晶片表面的完整性,最大损伤深度决定了后道加工工序的去除量。针对SiC晶片平坦化加工过程存在的问题,本文首先进行了单晶SiC晶片精密研磨工艺实验,系统研究了磨料、研磨加载、研磨盘转速等工艺参数对单晶SiC晶片研磨效果的影响,分析了晶片表面粗糙度、材料去除率与加工参数的关系,建立了稳定进行小批量单晶SiC晶片生产的研磨工序。采用扫描电镜(SEM)、激光共聚焦显微镜、超景深三维显微镜检测了晶片的表面形貌以及划痕尺寸,同时分析了磨料、研磨盘、加工工艺参数对划痕特性的影响,研究了磨料以及加工工艺对单晶SiC晶片研磨表面划痕损伤的影响,分析了划痕特性、划痕产生机理,为研磨加工工艺参数的合理选择以及后道抛光加工的进行提供了参考依据,采用弹性贴片、定轴浮动加载的研磨方式对单晶SiC晶片进行研磨,用金刚石W3.5磨料在特定的加工参数条件下,研磨出表面无划痕的加工表面,探讨了减少划痕研磨方法。
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