SiC晶片精密研磨工藝及其表面損傷研究.pdf

1、SiC以其特有的大禁帶寬度、高臨界擊穿場(chǎng)強(qiáng)、高電子遷移率、高熱導(dǎo)率等特點(diǎn)，成為制造高溫、高頻、大功率、抗輻照及光電集成器件的理想材料。對(duì)于外延生長(zhǎng)和電子器件制造，SiC晶圓的最終表面粗糙度要求達(dá)到均方根(RMS)納米級(jí)。因此對(duì)單晶SiC光滑表面加工技術(shù)進(jìn)行研究具有重要意義。一般晶片加工經(jīng)過(guò)切割-研磨-拋光三道工序，單晶SiC晶圓采用金剛石線切割之后，晶片表面存有大量鋸痕，表面不平整，而研磨階段是去除切割留下的鋸痕及加工變質(zhì)層、平整化的過(guò)

2、程，是保證后續(xù)拋光工序有效進(jìn)行的關(guān)鍵階段。傳統(tǒng)機(jī)械研磨是加工晶體的常用方法，同樣也是適用單晶SiC晶片。
　　 機(jī)械研磨加工方法會(huì)產(chǎn)生表面/亞表面損傷，損傷的存在嚴(yán)重影響晶片表面的完整性，最大損傷深度決定了后道加工工序的去除量。
　　 針對(duì)SiC晶片平坦化加工過(guò)程存在的問(wèn)題，本文首先進(jìn)行了單晶SiC晶片精密研磨工藝實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)研究了磨料、研磨加載、研磨盤(pán)轉(zhuǎn)速等工藝參數(shù)對(duì)單晶SiC晶片研磨效果的影響，分析了晶片表面粗糙度、材

3、料去除率與加工參數(shù)的關(guān)系，建立了穩(wěn)定進(jìn)行小批量單晶SiC晶片生產(chǎn)的研磨工序。采用掃描電鏡(SEM)、激光共聚焦顯微鏡、超景深三維顯微鏡檢測(cè)了晶片的表面形貌以及劃痕尺寸，同時(shí)分析了磨料、研磨盤(pán)、加工工藝參數(shù)對(duì)劃痕特性的影響，研究了磨料以及加工工藝對(duì)單晶SiC晶片研磨表面劃痕損傷的影響，分析了劃痕特性、劃痕產(chǎn)生機(jī)理，為研磨加工工藝參數(shù)的合理選擇以及后道拋光加工的進(jìn)行提供了參考依據(jù)，采用彈性貼片、定軸浮動(dòng)加載的研磨方式對(duì)單晶SiC晶片進(jìn)行研磨