SiC晶片加工工藝及其對晶片表面的損傷.pdf

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

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

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