磨料形貌及分散介质对4H碳化硅晶片研磨质量的影响研究

作者：张玺; 朱如忠; 张序清; 王明华; 高煜; 王蓉^*; 杨德仁; 皮孝东^*

来源：人工晶体学报, 2023, 52(01): 48-55.

DOI：10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2023.01.009

• 4H碳化硅
• 研磨
• 金刚石磨料
• 分散介质
• 材料去除速率
• 面型参数

研磨作为4H碳化硅(4H-SiC)晶片加工的重要工序之一，对4H-SiC衬底晶圆的质量具有重要影响。本文研究了金刚石磨料形貌和分散介质对4H-SiC晶片研磨过程中材料去除速率和面型参数的影响，基于研磨过程中金刚石磨料与4H-SiC晶片表面的接触情况，推导出简易的晶片材料去除速率模型。研究结果表明，磨料形貌显著影响4H-SiC晶片的材料去除速率，材料去除速率越高，晶片的总厚度变化(TTV)越小。由于4H-SiC中C面和Si面的各向异性，4H-SiC晶片研磨过程中C面的材料去除速率高于Si面。在分散介质的影响方面：水基体系研磨液的Zeta电位绝对值较高，磨料分散均匀，水的高导热系数有利于控制研磨过程中的盘面温度；乙二醇体系研磨液的Zeta电位绝对值小，磨料易发生团聚，增大研磨过程的磨料切入深度，晶片的材料去除速率提高，晶片最大划痕深度随之增大。

• 单位
  硅材料国家重点实验室; 浙江机电职业技术学院; 浙江大学