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摘要
? ? ? 超聲研磨和超聲化學(xué)機(jī)械拋光均可降低雙體磨損,降低表面粗糙度的峰谷值,超聲波在研磨中的作用有助于后續(xù)化學(xué)機(jī)械拋光獲得更高的MRR和更好的表面質(zhì)量?;瘜W(xué)機(jī)械拋光中的超聲輔助振動(dòng)可以促進(jìn)化學(xué)反應(yīng),提高M(jìn)RR,改善表面質(zhì)量。超聲波化學(xué)機(jī)械拋光和超聲波研磨的組合實(shí)現(xiàn)了最高1.057米/小時(shí)的MRR和最低0.474米的PV值。因此,這種后續(xù)的超聲波輔助加工方法可以用來提高單晶碳化硅晶片的材料去除率和表面粗糙度。
關(guān)鍵詞:單晶碳化硅;材料移除;表面生成;超聲波化學(xué)機(jī)械拋光;超聲波研磨
介紹
? ? ? 碳化硅是第三代(寬帶隙)半導(dǎo)體材料之一(SiC)因其具有高熱導(dǎo)率、高硬度、耐化學(xué)性、耐溫性、對(duì)光波透明等顯著的物理化學(xué)性能,在學(xué)術(shù)研究和工業(yè)應(yīng)用中都備受關(guān)注。 因此,碳化硅已成為光電子和電力電子領(lǐng)域最有前途的材料之一,尤其是當(dāng)該器件用于高溫、高頻、高功率和抗輻射的環(huán)境中時(shí)。然而,它的機(jī)械和化學(xué)性質(zhì)使得表面平面化比廣泛用作襯底材料的硅和藍(lán)寶石困難得多,因?yàn)樗哪嫌捕冉咏饎偸?,并且化學(xué)惰性太強(qiáng),除了在200℃以上的熱氫氟酸(HF)溶液或磷酸中,在室溫下在所有已知的含水蝕刻溶液中不能反應(yīng)。
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實(shí)驗(yàn)裝置
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實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和性能表征??略
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結(jié)果和討論
? ? ? ?在測(cè)量XPS、失重和原子力顯微鏡之前,處理過的碳化硅需要清洗。首先,用洗滌劑擦洗處理過的碳化硅,然后用有機(jī)溶劑清洗,以去除粘附的蠟和其他有機(jī)污染物。清洗碳化硅的有機(jī)溶劑的順序是正己烷(C6H14)、丙酮(CH3COCH3)和無水乙醇(C2H5OH),同時(shí)通過超聲波振動(dòng)。其次,用無機(jī)溶劑清洗處理后的碳化硅,用過氧化氫、氫氟酸和鹽酸去除無機(jī)污染物和強(qiáng)吸附污染物,同時(shí)用超聲波振動(dòng)。最后,用去離子水沖洗干凈的碳化硅,然后干燥。
超聲波對(duì)單晶碳化硅化學(xué)腐蝕的影響??略
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超聲波對(duì)單晶碳化硅化學(xué)機(jī)械拋光性能的影響???略
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結(jié)論
? ? ??本研究采用超聲化學(xué)機(jī)械拋光和超聲研磨相結(jié)合的新型后續(xù)加工方法對(duì)硅面碳化硅進(jìn)行加工。設(shè)計(jì)并制作了超聲波輔助加工系統(tǒng)。通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn),超聲化學(xué)機(jī)械拋光和超聲研磨相結(jié)合的方法獲得了最高1.057米/小時(shí)的MRR和最低0.474米的PV值。超聲波研磨和超聲波化學(xué)機(jī)械拋光都可以減少雙體磨損,并且具有較低的PV值。因此,超聲化學(xué)機(jī)械拋光結(jié)合超聲研磨碳化硅是一種提高效率和表面質(zhì)量的可行方法?;瘜W(xué)機(jī)械拋光后殘留的劃痕和凹坑表明,損傷小的高M(jìn)RR需要研磨和化學(xué)機(jī)械拋光之間的平衡。
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