GaN材料的CMP加工機(jī)理與工藝技術(shù)的研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、第三代半導(dǎo)體GaN晶體,由于其特殊的物理、化學(xué)及良好的光學(xué)性能,在航空航天、探測、衛(wèi)星等先進(jìn)領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛,因此對該晶體無缺陷生長及無損傷加工的要求也越來越高。由于其屬于典型硬脆材料,超精密加工十分困難?,F(xiàn)有對GaN晶體的加工方法,主要集中在刻蝕或利用堿性溶液對其進(jìn)行電離等技術(shù)方法,這些加工方法條件要求苛刻,且加工效率不是很高,很難實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。
   針對以上問題,本文嘗試性的提出了一種對GaN晶體的CMP(機(jī)械研磨拋光)

2、技術(shù)方法,選用特殊的研磨拋光液,對該晶體進(jìn)行先研磨后精密拋光。這種方法加工設(shè)備比較簡單,利于批量生產(chǎn),且得到的晶片表面精度較高,晶片的內(nèi)層損傷較小。本文的主要研究工作包括以下幾個(gè)方面:
   1.進(jìn)行了單晶GaN晶片的研磨拋光工藝實(shí)驗(yàn),研究了磨粒粒度、壓力、研磨拋光時(shí)間及研磨拋光液等參數(shù)對GaN晶片質(zhì)量的影響,通過實(shí)驗(yàn)分析,對工藝參數(shù)進(jìn)行了合理選擇,同時(shí)得到的晶片表面質(zhì)量較高,表面損傷較?。?br>   2.從單顆粒與晶片表面

3、的微型接觸模型入手,對單顆粒在加工過程中的受力、參與磨削的顆粒數(shù)量、磨粒對晶片表面的材料去除率等方面進(jìn)行了理論分析。對晶片表面可能產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行了探討,并分析了由于這種反應(yīng)對晶片材料去除的影響;
   3.應(yīng)用掃描電子顯微鏡、納米力學(xué)顯微鏡、X射線光電子能譜儀等儀器,對加工后的晶片結(jié)果進(jìn)行了表面測試和亞表面損傷的檢測分析,得到了不同工藝參數(shù)對GaN晶片表面產(chǎn)生的劃痕深度的影響;同時(shí)利用納米壓痕儀器進(jìn)行納米壓痕與劃痕實(shí)驗(yàn),與工

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