后處理升溫速率對低溫拋光鍺單晶片變形的影響.pdf

1、鍺材料憑借優(yōu)異的物理、化學(xué)性能在高科技領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。鍺單晶片的變形控制是晶片加工中極為重要的一點。低溫拋光能加工出高質(zhì)量晶片，但加工后溫度回升的過程會導(dǎo)致晶片發(fā)生變形。本文通過有限元仿真，研究升溫速率對鍺單晶片變形的影響規(guī)律，同時還探討了晶片的幾何參數(shù)，如厚度、直徑對熱變形的影響。通過設(shè)計與制作溫控箱，開展升溫速率對鍺單晶片變形影響試驗，對仿真結(jié)果進行驗證。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴通過ANSYS熱-結(jié)構(gòu)耦合仿真，探究升溫

2、速率對晶片變形的影響規(guī)律：升溫速率越快，熱應(yīng)力越大，鍺單晶片越容易發(fā)生塑性形變，變形越明顯；在只考慮升溫處理產(chǎn)生的熱應(yīng)力的情況下，厚度越大，熱應(yīng)力也越大，越容易發(fā)生變形；對于超薄鍺晶片，不同直徑鍺單晶片在升溫處理中溫度大小及分布差別較小，熱應(yīng)力也相差不大。⑵設(shè)計、制作半導(dǎo)體溫控箱，用于實驗中升溫速率的控制。從-30℃～30℃，最短升溫時間為4分49秒，升溫可調(diào)范圍廣；響應(yīng)速度小于6s；控制精度為1℃左右；同一高度選取的點上最大溫差為0.

3、35℃，均勻性較好；相同電壓下兩次升溫時間偏差最大為2.33％，設(shè)備穩(wěn)定性高。用擬合的手段獲得了升溫時間與控制電壓之間的關(guān)系，并用其獲取實驗所需要的控制電壓，最后用實驗進行了驗證。⑶通過實驗探究升溫速率對晶片變形的影響規(guī)律，得出以下結(jié)論：升溫速率越快，晶片變形越為明顯，在文中條件下，升溫時間超過60min后，晶片變形程度隨升溫時間改變變化很??；晶片越厚，在升溫處理中越不容易發(fā)生變形；晶片直徑越小，越不容易發(fā)生變形；升溫處理對應(yīng)力較為集中