單晶MgO高溫超導(dǎo)基片CMP工藝的研究.pdf

1、單晶氧化鎂(MgO)在高溫下具有較好的化學穩(wěn)定性、熱傳導(dǎo)性和絕緣性，在高頻時具有很小的介電常數(shù)和損耗，是一種可產(chǎn)業(yè)化的重要的高溫超導(dǎo)薄膜單晶基片。由于基片的加工表面質(zhì)量嚴重地影響在其表面所生長的高溫超導(dǎo)(HighTemperatureSuperconductor，HTS)薄膜的性能，所以如何獲得超光滑無損傷的基片表面是一個亟待解決的問題。單晶MgO是典型的硬脆材料，目前實際生產(chǎn)所采用的機械拋光工藝存在拋光效率低、加工質(zhì)量不穩(wěn)定、碎片率高

2、等問題。目前對單晶MgO超精密加工技術(shù)的研究較少，沒有一套完整的專門適合于單晶MgO的超精密加工工藝。本文采用化學機械拋光(ChemicalMechanicalPolishing，CMP)方法加工單晶MgO基片表面，通過化學和機械的交互作用去除表面損傷層，高效地獲得超光滑無損傷的單晶MgO基片表面。 本文在大量的CMP實驗基礎(chǔ)上，研究了影響CMP過程的主要因素(如拋光墊、拋光液、拋光壓力、拋光盤轉(zhuǎn)速等)對單晶MgO基片拋光效果的

3、影響規(guī)律。根據(jù)單晶MgO基片的物理化學性質(zhì)，研制了適合單晶MgO基片的化學機械拋光液。對拋光墊的主要特性參數(shù)進行了檢測和評價。并在相同工藝參數(shù)下，使用不同的拋光墊分別對單晶MgO基片進行CMP實驗，對比分析了不同拋光墊的作用機理及拋光效果，選擇出一種適合單晶MgO基片CMP的拋光墊。通過正交實驗，對CMP工藝參數(shù)進行優(yōu)化，獲得了較好的基片表面質(zhì)量，表面粗糙度Ra值達到1.3(A)(AFM測量結(jié)果)，提高了加工效率，降低了成本。本文還針對