静电作用调控下SiC材料的抛光研究
发布时间：2021-03-11 13:23
随着半导体电子器件、空间光学反射镜、汽车工业和航空航天的迅速发展,碳化硅材料因其良好的机械性能和化学稳定性,在各个领域得到了广泛的应用。然而,碳化硅材料硬度高,脆性大,加工时容易出现损伤。化学机械抛光（CMP）可以提高材料去除率和抛光后工件的表面质量。因此,对化学机械抛光（CMP）的研究具有重要的意义。化学机械抛光技术包括机械作用和化学作用,是两者共同作用的结果。本文分别研究机械作用及化学机械协同作用对碳化硅去除速率和抛光后表面质量的影响。本文主要研究工作如下:（1）抛光工艺参数的选择和优化。在抛光实验中,加工工艺参数会影响到材料的去除速率和表面质量。因此,为了分析抛光过程中各工艺参数对抛光过程的影响,进行抛光实验,研究分别改变压力、转速和磨粒等参数时的材料去除速率和表面质量,得到不同参数变化下的抛光规律,并进行工艺优化。（2）静电作用调控原理。抛光液中添加的电解质会影响到双电层结构,进而影响材料的去除速率。因此,根据胶体之间的相互作用力,以泊松-玻尔兹曼模型为基础推导不同表面之间的双电层力,建立DLVO作用下的受力模型,计算不同电解质条件下的德拜长度,获得改变电解质的浓度及组分对双电...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
碳化硅材料的应用SiC虽然有着诸多优异的性能，但是在断裂时表现出较低的韧性，因此SiC
们采用化学机械抛光技术，提高材料去除速率，同时减少表面损伤和破坏，提高表面质量。1.1.2 课题来源本课题来源于国家自然科学基金项目——静电作用调控下反应烧结 SiC 同步改性抛光研究(51505185)。1.2 碳化硅材料（SiC）及化学机械抛光技术概述1.2.1 碳化硅材料概述SiC 的相对分子质量为 40.7，相对密度为 3.16~3.2g 3 。SiC 硬度大，其莫氏硬度达到 9.5。SiC 不容易发生塑性变形，是一种典型的硬脆性材料[19]。
吉林大学硕士学位论文如图 1.3 为 SiC 器件和传统 Si 基半导体器件体积的对比。此外，SiC 电子器件的导通电阻小，导通时的损耗小，使得开关损耗降低，提高了系统效率[23-25]。中车研制出的 SiC 电子器件产品，应用于地铁和客车，达到国内同行业领先水平[26]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]中车时代电气碳化硅器件项目通过科技成果鉴定[J]. 半导体信息. 2017(05)
[2]重大科研项目[J]. 高科技与产业化. 2017(09)
[3]Development of mean-field electrical double layer theory[J]. 黄一珂,刘晓红,李姝,言天英. Chinese Physics B. 2016(01)
[4]化学机械抛光简介[J]. 秦圆圆. 化工管理. 2015(24)
[5]钨CMP中碱性抛光液组分间化学作用及其影响[J]. 贾英茜,牛新环,王现彬. 微纳电子技术. 2015(05)
[6]硬脆材料的化学机械抛光机理研究[J]. 武昌壕,郭冰,姚光,赵清亮. 机械设计与制造. 2014(02)
[7]宽禁带碳化硅功率器件在电动汽车中的研究与应用[J]. 王学梅. 中国电机工程学报. 2014(03)
[8]碳化硅零部件机械加工工艺[J]. 刘小涵,姜明珠,曹宏,董旭,高海侠. 长春理工大学学报(自然科学版). 2011(02)
[9]RB-SiC基底反射镜表面改性工艺的改进[J]. 申振峰,高劲松,王笑夷,王彤彤,陈红,郑宣鸣. 光学精密工程. 2009(05)
[10]化学机械抛光技术现状与发展趋势[J]. 童志义. 电子工业专用设备. 2004(06)
博士论文
[1]离子相关性与固液界面双电层实验研究[D]. 谭启檐.东南大学 2015
[2]固液界面双电层结构的理论与实验研究[D]. 赵古田.东南大学 2014
[3]烧结碳化硅光学零件的氧化辅助抛光机理研究[D]. 沈新民.国防科学技术大学 2014
[4]300mm硅片化学机械抛光设备及其关键技术研究[D]. 王彩玲.大连理工大学 2010
硕士论文
[1]SiC材料的化学机械协同抛光研究[D]. 张冰.吉林大学 2018
[2]硬脆材料的精密抛光及其自动化控制技术研究[D]. 曾培阳.浙江大学 2018
[3]化学机械抛光中颗粒运动与材料去除的实验研究[D]. 林广川.清华大学 2015
[4]抛光垫的微观接触行为研究[D]. 李治伟.大连理工大学 2014
[5]悬浮液中胶体颗粒团聚过程研究[D]. 庞如意.中南大学 2012
[6]电解质对悬浮液颗粒流体动力学粒径的影响研究[D]. 肖元元.中南大学 2011
[7]蓝宝石晶片化学机械抛光液的研制[D]. 李树荣.大连理工大学 2008
[8]二氧化硅介质层CMP抛光液配方研究[D]. 郭权锋.大连理工大学 2006
本文编号：3076531
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
碳化硅材料的应用SiC虽然有着诸多优异的性能，但是在断裂时表现出较低的韧性，因此SiC
们采用化学机械抛光技术，提高材料去除速率，同时减少表面损伤和破坏，提高表面质量。1.1.2 课题来源本课题来源于国家自然科学基金项目——静电作用调控下反应烧结 SiC 同步改性抛光研究(51505185)。1.2 碳化硅材料（SiC）及化学机械抛光技术概述1.2.1 碳化硅材料概述SiC 的相对分子质量为 40.7，相对密度为 3.16~3.2g 3 。SiC 硬度大，其莫氏硬度达到 9.5。SiC 不容易发生塑性变形，是一种典型的硬脆性材料[19]。
吉林大学硕士学位论文如图 1.3 为 SiC 器件和传统 Si 基半导体器件体积的对比。此外，SiC 电子器件的导通电阻小，导通时的损耗小，使得开关损耗降低，提高了系统效率[23-25]。中车研制出的 SiC 电子器件产品，应用于地铁和客车，达到国内同行业领先水平[26]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]中车时代电气碳化硅器件项目通过科技成果鉴定[J]. 半导体信息. 2017(05)
[2]重大科研项目[J]. 高科技与产业化. 2017(09)
[3]Development of mean-field electrical double layer theory[J]. 黄一珂,刘晓红,李姝,言天英. Chinese Physics B. 2016(01)
[4]化学机械抛光简介[J]. 秦圆圆. 化工管理. 2015(24)
[5]钨CMP中碱性抛光液组分间化学作用及其影响[J]. 贾英茜,牛新环,王现彬. 微纳电子技术. 2015(05)
[6]硬脆材料的化学机械抛光机理研究[J]. 武昌壕,郭冰,姚光,赵清亮. 机械设计与制造. 2014(02)
[7]宽禁带碳化硅功率器件在电动汽车中的研究与应用[J]. 王学梅. 中国电机工程学报. 2014(03)
[8]碳化硅零部件机械加工工艺[J]. 刘小涵,姜明珠,曹宏,董旭,高海侠. 长春理工大学学报(自然科学版). 2011(02)
[9]RB-SiC基底反射镜表面改性工艺的改进[J]. 申振峰,高劲松,王笑夷,王彤彤,陈红,郑宣鸣. 光学精密工程. 2009(05)
[10]化学机械抛光技术现状与发展趋势[J]. 童志义. 电子工业专用设备. 2004(06)
博士论文
[1]离子相关性与固液界面双电层实验研究[D]. 谭启檐.东南大学 2015
[2]固液界面双电层结构的理论与实验研究[D]. 赵古田.东南大学 2014
[3]烧结碳化硅光学零件的氧化辅助抛光机理研究[D]. 沈新民.国防科学技术大学 2014
[4]300mm硅片化学机械抛光设备及其关键技术研究[D]. 王彩玲.大连理工大学 2010
硕士论文
[1]SiC材料的化学机械协同抛光研究[D]. 张冰.吉林大学 2018
[2]硬脆材料的精密抛光及其自动化控制技术研究[D]. 曾培阳.浙江大学 2018
[3]化学机械抛光中颗粒运动与材料去除的实验研究[D]. 林广川.清华大学 2015
[4]抛光垫的微观接触行为研究[D]. 李治伟.大连理工大学 2014
[5]悬浮液中胶体颗粒团聚过程研究[D]. 庞如意.中南大学 2012
[6]电解质对悬浮液颗粒流体动力学粒径的影响研究[D]. 肖元元.中南大学 2011
[7]蓝宝石晶片化学机械抛光液的研制[D]. 李树荣.大连理工大学 2008
[8]二氧化硅介质层CMP抛光液配方研究[D]. 郭权锋.大连理工大学 2006
本文编号：3076531
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