發(fā)布時(shí)間：2019-01-07 17:10

【摘要】：隨著半導(dǎo)體行業(yè)和信息技術(shù)的高速發(fā)展與進(jìn)步,對(duì)能在惡劣環(huán)境(工作溫度高、頻率大、電流功率大、輻射強(qiáng)度大)下工作的芯片需求越來(lái)越迫切。SiC作為第三代半導(dǎo)體材料具有導(dǎo)熱能力強(qiáng)、介電常數(shù)小、抗輻射能力強(qiáng)以及良好的化學(xué)穩(wěn)定性等特點(diǎn),非常適合用于制造在高溫、強(qiáng)輻射環(huán)境下使用的高頻高集成大功率電子元器件,在LED照明、宇航、汽車電子、計(jì)算機(jī)芯片等方面具有廣大的應(yīng)用前景,已經(jīng)被廣泛的關(guān)注和研究。單晶SiC材料的制造技術(shù)主要由兩個(gè)部分組成：1.晶體的生長(zhǎng)技術(shù)；2.晶圓的分切和晶片的加工技術(shù)。這兩個(gè)部分對(duì)于晶片的最后成形和使用都不可或缺,其中晶片的加工技術(shù)是電子元器件生產(chǎn)的保證和基礎(chǔ)。要想完美實(shí)現(xiàn)單晶SiC材料的優(yōu)異特性,要求晶片非常的光滑平坦、表面無(wú)缺陷、無(wú)損傷,亞表面無(wú)損傷。這樣的要求只有在先進(jìn)的工藝和有效的加工技術(shù)的支持下才可以實(shí)現(xiàn),所以,制造工藝和加工技術(shù)是應(yīng)用單晶SiC的重中之重。由于單晶SiC材料的硬度大(莫氏硬度達(dá)到9.2-9.5),在自然界中僅次于金剛石；脆性大；化學(xué)穩(wěn)定性好。加工單晶SiC的難度大,現(xiàn)有加工工藝效率也很低,加工后很難保證表面和亞表面的質(zhì)量和完整性。所以如何實(shí)現(xiàn)單晶SiC表面的超光滑平坦化是制造SiC基芯片的關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)和未來(lái)重要的研究方向。本文通過(guò)對(duì)比驗(yàn)證試驗(yàn)、系統(tǒng)的工藝實(shí)驗(yàn)及機(jī)理分析,探索了在單晶SiC化學(xué)機(jī)械拋光中使用芬頓反應(yīng)試劑對(duì)材料表面進(jìn)行腐蝕從而提高拋光質(zhì)量以及材料去除效率的有效性。在相同工藝參數(shù)下使用現(xiàn)有的化學(xué)機(jī)械拋光實(shí)驗(yàn)裝置,研究了以下幾個(gè)方面的參數(shù)對(duì)影響SiC晶片拋光加工效果的影響,改變芬頓體系拋光液中的催化劑Fe的形態(tài)和價(jià)位；.改變拋光液中的磨粒種類以及粒徑大小,改變磨料在拋光液中的質(zhì)量百分比,改變拋光液中的pH值,改變拋光液中的分散劑及含量。通過(guò)拋光結(jié)果的對(duì)比優(yōu)化拋光液組分,配制了適合SiC單晶片表面拋光加工的基于芬頓反應(yīng)的化學(xué)拋光液。通過(guò)使用含芬頓試劑拋光液對(duì)SiC單晶片進(jìn)行CMP加工實(shí)驗(yàn)研究和對(duì)CMP技術(shù)原理的分析證實(shí)了芬頓反應(yīng)用于SiC晶片的CMP是可行且高效的,通過(guò)使用自制拋光液對(duì)SiC單晶片進(jìn)行CMP拋光,可達(dá)到原子級(jí)表面粗糙度(Ra0.288nm)；通過(guò)使用芬頓試劑對(duì)SiC材料進(jìn)行氧化腐蝕,探討了芬頓反應(yīng)的催化反應(yīng)過(guò)程以及在CMP中的作用；通過(guò)使用不同形態(tài)和價(jià)位的Fe催化劑配制含不同類型的芬頓體系的拋光液進(jìn)行CMP實(shí)驗(yàn),定性研究了不同F(xiàn)e催化劑對(duì)芬頓反應(yīng)和SiC晶片拋光效果和效率的影響并建立理論模型分析其原因,探討了拋光液中以Fe粉形式存在的Fe族催化劑在拋光中起到的柔性緩沖墊的作用機(jī)制,并確定了最適合SiC晶片CMP的芬頓試劑Fe催化劑和拋光基液。通過(guò)了系統(tǒng)的拋光工藝實(shí)驗(yàn)及結(jié)果對(duì)比,對(duì)拋光液中的組分和因素進(jìn)行優(yōu)化選擇,配制了基于芬頓反應(yīng)的SiC晶片拋光液,實(shí)現(xiàn)了SiC單晶片亞納米級(jí)乃至原子級(jí)的超精密平坦化。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN305.2

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李響;楊洪星;于妍;許德洪;;SiC化學(xué)機(jī)械拋光技術(shù)的研究進(jìn)展[J];半導(dǎo)體技術(shù);2008年06期

2 陸中;陳楊;;化學(xué)機(jī)械拋光漿料研究進(jìn)展[J];半導(dǎo)體技術(shù);2009年12期

3 梁蒲;檀柏梅;劉玉嶺;張研;陳婷;;拋光液各組分在SiO_2介質(zhì)CMP中的作用機(jī)理分析[J];半導(dǎo)體技術(shù);2010年03期

4 楊金波;劉玉嶺;劉效巖;胡軼;孫鳴;;pH值調(diào)節(jié)劑對(duì)Si片CMP速率的影響[J];微納電子技術(shù);2010年10期

5 章登宏;謝湘華;房毅;陳建華;;分散劑在BaTiO_3漿料中的分散機(jī)理[J];材料開發(fā)與應(yīng)用;2010年04期

6 丁巍,董曉麗,張秀芳,張新欣,陳由頁(yè);高級(jí)芬頓反應(yīng)處理染料廢水的影響因素及工藝條件優(yōu)化[J];大連輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào);2005年03期

7 許海燕,李義久,劉亞菲;Fenton-混凝催化氧化法處理焦化廢水的影響因素[J];復(fù)旦學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2003年03期

8 李娟;陳秀芳;馬德營(yíng);姜守振;李現(xiàn)祥;王麗;董捷;胡小波;徐現(xiàn)剛;王繼揚(yáng);蔣民華;;SiC單晶片的超精密加工[J];功能材料;2006年01期

9 許雪峰;馬冰迅;黃亦申;彭偉;;利用復(fù)合磨粒拋光液的硅片化學(xué)機(jī)械拋光[J];光學(xué)精密工程;2009年07期

10 彭進(jìn);夏琳;鄒文俊;;化學(xué)機(jī)械拋光液的發(fā)展現(xiàn)狀與研究方向[J];表面技術(shù);2012年04期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 李春娟;芬頓法和類芬頓法對(duì)水中污染物的去除研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 李寶珠;碳化硅單晶拋光片加工技術(shù)研究[D];天津大學(xué);2009年

2 楊文航;SiC單晶化學(xué)機(jī)械拋光過(guò)程中的化學(xué)作用研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2014年

，

本文編號(hào)：2403917