单晶碳化硅超声-光电催化抛光仿真研究与实验设计

发布时间：2024-04-14 06:50

　　单晶Si C作为第三代半导体材料,具有很多优良的性能,比如高的饱和电子漂移、宽禁带以及导热性能优良等。但是单晶Si C极强的化学惰性和硬脆特性使得一般的加工方法很难得到满足制造要求的碳化硅表面,且大多数的加工方法会产生大量重金属废液,对环境有较大污染。本文致力于分析超声振动下的流场特性以及流场中磨粒对试件表面的冲蚀作用,来探究固液两相流加工机理,得到最优的工况参数,并将超声振动与光电催化氧化原理相结合来探求环境友好且高效的单晶碳化硅抛光方法。对超声振动下的流场速度与压力进行了理论分析,得到了一个周期内流场的横向与纵向的速度与压力的变化规律,利用COMSOL有限元软件进行了超声振动下的碳化硅与抛光垫之间的流场模型,探究了超声振动的频率、振幅、流场薄膜厚度以及抛光垫形状对流场特性的影响规律,研究表明,流场横向速度与压力随着频率与振幅的增加而增加,随着流场薄膜厚度的增加而减小,同时在多孔抛光垫下,流场速度和压力略微减小,但是磨粒的运动更加杂乱,更有利于实现全局平坦化。对微观情况下磨粒冲击试件表面的塑性阶段和脆性阶段进行了理论分析,得到了塑性变形阶段及脆性变形阶段的单颗磨粒冲击下的材料去除体积...

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1CMP原理图[7]2（）电化学机械抛光

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文3盘的转速；研究表明：抛光盘与试件之间的压力以及抛光盘的转速对去除率的影响最为明显，而晶片温度和抛光液pH值的变化对材料去除率没有显著影响。化学机械抛光原理图如图1-1所示。图1-1CMP原理图[7]2（2）电化学机械抛光(ECMP)电化学抛光是在电....

图1-2ECMP原理图[8]2[9]

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文3盘的转速；研究表明：抛光盘与试件之间的压力以及抛光盘的转速对去除率的影响最为明显，而晶片温度和抛光液pH值的变化对材料去除率没有显著影响。化学机械抛光原理图如图1-1所示。图1-1CMP原理图[7]2（2）电化学机械抛光(ECMP)电化学抛光是在电....

图1-3CeO2抛光SiC原理图[11]2JunjiMurata[12]等人用聚氨酯-CeO2核壳结构颗粒代替抛光垫进行SiC的ECMP实

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文4日本大阪大学邓辉[11]等人在对碳化硅进行化学机械抛光时，在抛光液中添加了CeO2电解液成分，CeO2硬度比SiC低，但在化学反应的作用下，CeO2可以去除掉较软的SiO2氧化层。原理如图1-3所示。在经过一段时间的抛光后，最后材料去除率为MRR=....

图1-4光催化

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文5（4）光催化氧化抛光技术光催化氧化技术是利用光催化剂如TiO2在一定波长的光线照射下，位于价带上的电子吸收光能发生跃迁，被激发到导带上，在催化剂表面形成空穴-电子对，并在催化剂表面发生氧化还原反应。YoshieIshikawa[15]等在室温下将T....

本文编号：3954285