蓝宝石多线切割晶片表面质量分散性及其对研磨加工影响的实验研究

发布时间：2020-05-25 00:46

【摘要】：蓝宝石是目前应用最广泛的LED衬底材料。蓝宝石衬底的加工流程主要有切割、研磨、抛光。切割工序作为蓝宝石衬底加工的第一道工序,切割后晶片的质量对后道工序的影响显而易见。本文针对企业目前广泛应用的多线摇摆往复式线锯切割蓝宝石的切割质量分散性及其对后续研磨工艺的影响展开研究,首先对企业在蓝宝石切割晶片检测取样的合理性进行分析研究,探讨了晶棒长度及不同检测指标对检测取样的影响。并进一步分析了不同机床、不同批次的线锯、不同单线耗线量和不同线次,对晶片加工质量的影响规律;深入分析了线锯加工中线网不同位置的切割质量的变化规律;通过用不同工序对线网不同位置晶片进行研磨加工,分析线网不同位置晶片表面质量和形貌对后续研磨的影响。论文的主要研究成果概括如下:1、发现由于晶棒长度变化和多个检测参数的不同方差使得企业现有按固定片数进行质量抽检是不合理的。分析研究了抽样估计置信度、抽样容许误差、晶棒长度及不同检测指标样本方差对抽样样本的影响规律,在此基础上对企业晶片切割质量检测的取样方式提出合理的建议。2、不同的机台、不同批次的线的所加工的晶片质量虽然有所差距,但其变化规律及质量分散性大致相似。但随着单片耗线量的减小,以及二次线的使用,晶片的表面质量明显分散,对线锯表面的跟踪观察,表明线锯磨损是导致晶片表面质量分散性高的的主要原因。3、对相同加工条件下,线网不同位置处晶片表面质量的跟踪,发现线网两端晶片表面质量比线网中间位置差。晶片表面的粗糙度从线网前端到线网后端不断变小,晶片表面进线端的表面粗糙度高于其它位置,这与线锯过程中磨粒的磨损有着一定的关系。4、研磨后晶片的总厚度偏差、表面平整度分散性较锯切得到较大的改善。但晶片翘曲度的分散性增加。相同研磨条件下,线网不同位置处的晶片研磨后晶片厚度移除率、翘曲度的变化量各不相同。晶片的线锯加工质量对后续研磨有一定的影响。5、不同的研磨压力对晶片的加工质量有明显影响。对于不同线网位置的晶片,因其质量不同,应选取相应的研磨工艺。
【图文】：

外延工艺,产品应用,制程,模组

第 1 章绪论蓝宝石的应用1 蓝宝石与 LED 的关系在提倡低碳经济、节能、环保的新形势下，发光二极管（Light Emittine—LED）具有寿命长、发光效率高、低能耗以及环保、无辐射、无污染等新形势的诸多优点[1,2]，因此得到快速发展，同时 LED 的各项性能不断地，目前已经应用于显示、光源、照明等诸多领域，并渗透到人类生活的各面[3, 4]，如在生活中随处可见的 LED 显示屏、电视遥控器、照明灯等，LE应用如图 1.1 所示[5]。

工艺流程图,工艺流程,衬底,热失配

图 1.2 LED 工艺流程表 1.1 常用衬底材料的物理特性[9]蓝宝石（C 面） 6H-SiC Si（111）面对称性六方六方立方晶格常数（nm） a=0.4785 c=1.2991 a=0.308 c=1.512 a=0.54301 c=0.540与 GaN 晶格失配（%） 16.1 3.5 20 0.9热膨胀系数（10-6/K） 7.5 8.5 4.2 4.68 3.59 6与 GaN 热失配（%） -25 56热导率（W/（m·K）） 50 490 150硅（Si）材料是微电子技术中应用最广泛的材料。作为外延 GaN 的衬底Si 衬底具有良好的导电导热性能，在市场中的价格低廉，，更重要的是可制作大尺寸的衬底以满足市场需求。但在外延过程中，GaN 与 Si 衬底的晶格失配和热失配较大，导致 GaN 材料在降温退火的过程中容易出现裂纹，这也制约 Si 衬
【学位授予单位】：华侨大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN312.8

【参考文献】