基于纳米压痕的氧化镓不同晶面的蠕变特性

使用Berkovich压头,采用恒载荷法对氧化镓的(100)及(010)晶面进行纳米压痕试验,通过数据拟合获得氧化镓晶体的蠕变应力指数.单晶氧化镓(100)晶面的蠕变应力指数范围在15.5～27.8,(010)晶面的蠕变应力指数范围在46.1～63.4.纳米压痕法能够有效测量氧化镓的蠕变变形量;氧化镓的2个晶面均呈现了...     

氧化镓晶体不同晶面的纳米力学性能

为了分析易解理的脆性氧化镓晶体的精密加工过程中材料去除机理,采用金刚石压头、G200型纳米压痕仪,分别对氧化镓晶体的(100)和(010) 2个主要晶面的纳米力学性能进行了试验研究。纳米压痕试验发现:2个晶面都有"pop-in"现象,首次出现pop-in的载荷分别为:4.31 m N和5.42 m N。通过变载荷纳米划痕试验和VK-X110激光显微系统观测,发现2个晶面都有"pile-up"现象,刻划过程中期均出现了塑性域加工特征,(100)和(010)晶面的塑性域加工切削深度范围分别是96.5～576.8 nm和84.6～421.6 nm。     

基于ANSYS Workbench的铜质研磨盘热结构耦合分析

在研磨氧化镓晶片时,由于铜质研磨盘的导热系数和热膨胀率较大,因此研磨盘各个部位的热变形量也会因为温度的不同而不同。通常在加工前需要对研磨盘加工时的变形量进行预测,并对研磨盘表面进行平面补偿。选取了3组不同补偿角的研磨盘,基于ANSYS Workbench对它们分别进行瞬态热结构耦合分析。结果表明:当补偿角为0.003°时铜盘补偿效果最好。该方法为不同研磨工况下研磨盘补偿角的选定提供了参考。     

新型研磨垫对单晶氧化镓研磨的实验研究

为抑制氧化镓晶片在研磨过程中的解理现象,通过NAKAMURA的方法,重新设计、研制一种黏弹性固着磨料新型研磨垫对氧化镓晶片进行研磨实验研究,对比分析其与传统铸铁研磨盘对单晶氧化镓研磨的材料去除率和表面质量的影响规律,结果表明:在同一研磨参数下,采用铸铁盘研磨时,晶片材料去除率较高,为358 nm/min,研磨后晶片表面粗糙度Ra由初始的269 nm降低到117 nm,降幅仅为56. 5%;而采用新型研磨垫研磨时,其材料去除率虽较低,为263nm/min,但研磨后晶片表面粗糙度Ra却降低至58 nm,降幅达到78. 4%,晶片表面质量得到明显提高,为后续氧化镓晶片的抛光奠定了良好的基础,因而新型研磨垫更适合对氧化镓进行研磨。同时,也为氧化镓晶片研磨提供了参考依据。     

抛光垫特性对氧化镓CMP影响的实验研究

对比分析了不同抛光垫的表面形貌、表面粗糙度、硬度以及涵养量对氧化镓晶片化学机械抛光过程中表面质量和材料去除率的影响规律,结果表明:在同一抛光参数条件下,Suba600无纺布抛光垫的材料去除率最大,为30.8nm/min,但抛光后氧化镓表面有明显的凹坑;Politex阻尼布、LP57聚氨酯抛光垫抛光后晶片表面形貌都较好,获得了镜面无损伤晶片表面,但LP57聚氨酯抛光垫的材料去除率为22.6nm/min,大于Politex阻尼布抛光垫16.4nm/min的材料去除率;LP57聚氨酯抛光垫更适合对单晶氧化镓晶片进行化学机械抛光。该研究为氧化镓化学机械抛光(CMP)提供了参考依据。