SiC晶片加工工藝及其對(duì)晶片表面的損傷.pdf

1、SiC單晶材料的硬度及脆性大,且化學(xué)穩(wěn)定性好,故如何獲得高平面精度的無(wú)損傷晶片表面已成為其廣泛應(yīng)用所必須解決的重要問(wèn)題。本論文采用定向切割晶片的方法,分別研究了切割參數(shù)對(duì)切割質(zhì)量的影響；在使用高效碳化硼粉研磨液的基礎(chǔ)上,分別討論研磨參數(shù)對(duì)研磨晶片品質(zhì)的影響。同時(shí)也分析了金剛石微粉懸浮拋光液進(jìn)行機(jī)械拋光(MP)與堿性二氧化硅膠體拋光液進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光結(jié)合和先氧化后化學(xué)機(jī)械拋光拋光這兩種技術(shù),對(duì)6H-SiC晶錠進(jìn)行加工,獲得了(0001)S

2、i面的拋光表面。實(shí)驗(yàn)中采用金相顯微鏡、X射線晶體定向儀、臺(tái)階儀和原子力顯微鏡(AFM)等測(cè)試手段對(duì)SiC各個(gè)加工階段進(jìn)行品質(zhì)管理的方法,結(jié)果表明：(1).SiC晶錠經(jīng)定向切割晶片的晶向偏差可控制在±4％以內(nèi)；SiC單晶錠切割的實(shí)際去除率和切割效率隨x軸進(jìn)給及線速的增加而上升。(2).晶片研磨和拋光等加工過(guò)程中,材料的研磨去除速率對(duì)粗磨過(guò)程為20-55μm/h、半精磨過(guò)程為10-15μm/h、精磨過(guò)程為4-8μm/h；粗磨結(jié)束后晶片表面粗

3、糙度Ra=220nm,半精磨后晶片表面粗糙度Ra=143nm精磨結(jié)束后晶片表面粗糙度Ra=90nm。(3).機(jī)械拋光晶片表面光亮,雙面拋光樣品透明；拋光結(jié)束后采用高溫熔融堿刻蝕晶片表面出現(xiàn)劃痕及亞表面損傷層,亞表面損傷層的深度為65nm左右；AFM測(cè)試結(jié)果表明晶片表面2μm×2μm范圍內(nèi)Ra=1.1nm，Ry=1.4nm, Rz=39.9nm。(4).采用機(jī)械拋光及化學(xué)機(jī)械拋光相結(jié)合的工藝可以達(dá)到較好的拋光效果,晶片表面2μm×2μm范