SG拋光膜加工半導(dǎo)體基片損傷機(jī)理的研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，以單晶硅、碳化硅、藍(lán)寶石等為代表的半導(dǎo)體材料在IC產(chǎn)業(yè)和光伏產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用得到迅速升溫，這不僅極大的提高其需求量，也對其加工質(zhì)量提出越來越高的要求。但是作為典型的硬脆性材料，幾乎相同的彈性極限與強(qiáng)度極限這一特性使得半導(dǎo)體材料的加工性很差。半導(dǎo)體元件的加工精度和加工質(zhì)量決定了其使用性能的優(yōu)劣，尤其是加工損傷的產(chǎn)生，往往是制約技術(shù)突破的瓶頸所在。現(xiàn)行半導(dǎo)體材料的精密加工方式可以很好地減小甚至消除加工損傷的產(chǎn)生，滿足元件高

2、質(zhì)量的加工要求，但大都存在一定的局限性，如加工效率過低、操作技術(shù)要求過高、加工材料有限、設(shè)備昂貴、污染環(huán)境等問題。
　　本課題組利用溶膠凝膠技術(shù)制得一種新型半固結(jié)柔性拋光工具——SG拋光膜，其制作工藝簡單、成本低廉、綠色環(huán)保，在前期的使用過程中發(fā)現(xiàn)它可用于半導(dǎo)體基片的拋光，獲得納米級粗糙度的超光滑表面。但是其加工后的工件表面損傷狀況卻有所不同：單晶碳化硅基片基本沒有劃痕等表面損傷，單晶硅基片表面有變色損傷層的出現(xiàn)。論文從表面損傷入

3、手探究導(dǎo)致不同損傷現(xiàn)象的原因所在，明確工具的屬性并給出損傷控制條件。
　　本論文針對加工損傷，首先設(shè)計(jì)對比實(shí)驗(yàn)，明確了不同工具加工碳化硅基片表面損傷的形式，通過對不同磨料粒度拋光工具的加工結(jié)果分析確定 SG拋光膜的加工質(zhì)量不會隨著磨料粒徑的改變而顯著變化，從而避免了精拋所用超細(xì)磨料的團(tuán)聚所導(dǎo)致的表面損傷，最終提出“容沒效應(yīng)”合理解釋 SG拋光膜的工具特性；然后利用Raman、XRD、FIB-SEM等多種手段確定了W40金剛石SG拋