SiC單晶片固結(jié)磨料化學(xué)機(jī)械拋光墊研制.pdf

1、半導(dǎo)體照明是21世紀(jì)最具發(fā)展前景的高技術(shù)領(lǐng)域之一。半導(dǎo)體照明器件的核心是發(fā)光二極管（LED），LED的心臟是一個(gè)半導(dǎo)體芯片。當(dāng)前用于GaN基LED的襯底材料比較多，但是能用于商品化的襯底材料，目前只有藍(lán)寶石（Al2O3）和碳化硅（SiC）襯底。由于SiC單晶襯底化學(xué)穩(wěn)定性好、導(dǎo)電性能好、導(dǎo)熱性能好、不吸收可見光、特有的大禁帶寬度、高臨界擊穿場(chǎng)強(qiáng)、高電子遷移率等特性,成為制作高溫、高頻、大功率、抗輻射、短波長發(fā)光及光電集成器件的理想襯底材

2、料，已成為國際上半導(dǎo)體照明、微電子、光電子及新材料領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。SiC是除了Al2O3襯底外用于氮化鎵（GaN）外延的主要商品化襯底材料，在市場(chǎng)上的占有率位居第二。
　　LED的制造技術(shù)要求SiC襯底表面超光滑無損傷，化學(xué)機(jī)械拋光（CMP）技術(shù)是實(shí)現(xiàn)襯底表面全局平坦化最實(shí)用最有效的技術(shù)，已廣泛用于ULSI等器件的制造中。由于傳統(tǒng)的化學(xué)機(jī)械拋光技術(shù)使用自由磨粒，存在耗材成本高等很多缺點(diǎn)，人們?cè)诓粩嗤晟苽鹘y(tǒng)化學(xué)機(jī)械拋光技術(shù)的同時(shí)，也

3、在研制新的平坦化技術(shù)。固結(jié)磨料化學(xué)機(jī)械拋光（FA-CMP)技術(shù)是在傳統(tǒng)CMP技術(shù)基礎(chǔ)之上發(fā)展起來的一種新型平坦化技術(shù)，由于具有很多優(yōu)點(diǎn)，有望取代傳統(tǒng)化學(xué)機(jī)械拋光技術(shù)。經(jīng)過查閱有關(guān)文獻(xiàn)資料，還沒有關(guān)于 SiC晶體基片固結(jié)磨料化學(xué)機(jī)械拋光方面的文獻(xiàn)資料報(bào)告，因此，本文提出了 SiC晶體基片固結(jié)磨料化學(xué)機(jī)械拋光墊研制課題，為SiC晶體基片固結(jié)磨料化學(xué)機(jī)械拋光理論與技術(shù)研究提供參考依據(jù)。
　　本文的主要研究內(nèi)容如下：
　　1.根據(jù)游

4、離磨料化學(xué)機(jī)械拋光墊的物理與化學(xué)性質(zhì)，參考拋光墊基體的表面結(jié)構(gòu)、硬度、磨粒鑲嵌的牢固程度和制備的方便程度等指標(biāo)，通過大量的實(shí)驗(yàn)與分析，研究了SiC晶體基片固結(jié)磨料化學(xué)機(jī)械拋光墊的組成成份。結(jié)果表明，拋光墊的成分為聚氨酯丙烯酸酯（油性）、聚乙二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮和助劑等，制造工藝與拋光效果較為理想。
　　2.根據(jù)SiC晶體基片固結(jié)磨料拋光墊的成份，通過實(shí)驗(yàn)，研究了固結(jié)磨料拋光墊U

5、V光固化制備工藝與技術(shù)，通過實(shí)驗(yàn)，得出了UV光固化固結(jié)磨料拋光墊的光固化工藝參數(shù)。結(jié)果表明，光照距離25mm；光照時(shí)間90s時(shí)，固化效果最佳。
　　3.提出了分層光固化固結(jié)磨料拋光墊的思路，設(shè)計(jì)并試制了一系列光固化拋光墊的模具，通過試制的系列固結(jié)磨料拋光墊，研究了固結(jié)磨料拋光墊不同層的厚度、表面紋理結(jié)構(gòu)對(duì)材料去除率和表面粗糙度的影響，優(yōu)化了固結(jié)磨料拋光墊的結(jié)構(gòu)。
　　4.根據(jù)上述研究結(jié)果，試制了固結(jié)磨料拋光墊，應(yīng)用課題組研制