SiC單晶片加工工藝優(yōu)化及其表面表征.pdf

1、碳化硅作為第三代半導(dǎo)體材料，應(yīng)用廣泛。如何獲得高質(zhì)量的晶片表面，是目前必須解決的重要問題。本論文通過線切割、研磨、化學(xué)機(jī)械拋光及西安工業(yè)大學(xué)的磁流變拋光等實驗設(shè)備，對本實驗室采用物理氣相傳輸法生長的碳化硅晶錠進(jìn)行加工。采用金相顯微鏡、臺階儀和AFM等測試手段對晶片的表面輪廓和粗糙度等進(jìn)行了測試分析。通過對不同加工工藝對晶片表面質(zhì)量的影響進(jìn)行分析，總結(jié)出了以下幾點(diǎn)：
　　 (1)通過對采用線切割后的碳化硅晶片進(jìn)行測試分析，得出切割

2、后的晶片表面不但沒有光澤而且晶片的表面存在許多的劃痕，表面損傷嚴(yán)重。
　　 (2)經(jīng)過粗磨工藝和精磨工藝加工后的碳化硅晶片表面的切割劃痕消失，研磨過后的晶片表面依然無明顯光澤；通過臺階儀測試得出粗磨后Ra=210nm，精磨工藝后Ra=78nm。
　　 (3)經(jīng)過機(jī)械拋光(MP)工藝后晶片表面光亮，并且雙面拋光樣品透明；經(jīng)過測試，結(jié)果表明晶片表面2μm×2μm范圍內(nèi)RMS=1.3nm，Ra=1.0nm，Rz=38.6nm。

3、
　　 (4)化學(xué)機(jī)械拋光后，經(jīng)過AFM測試結(jié)果表明晶片表面2μm×2μm范圍內(nèi)RMS=1.03nm，Ra=0.76nm，Rz=4.92nm，其測試結(jié)果與機(jī)械拋光后晶片表面相比明顯有所改善；在進(jìn)一步通過刻蝕工藝對晶片的損傷部分進(jìn)行處理，晶片表面SDPs的密度有明顯減少。
　　 (5)對比化學(xué)機(jī)械拋光，采用磁流變拋光可以迅速降低表面粗糙度，使工件表面在短時間內(nèi)能夠達(dá)到較好的表面質(zhì)量，大大提高了效率，表面粗糙度Ra為0.7n