蓝宝石衬底表面的高精密加工工艺

为了获得优化的CMP参数变化,对实验进行了设计,并采用CMP方法在C6382I-W/YJ单面抛光机上对蓝宝石衬底表面进行了加工.根据蓝宝石衬底特性,选择了碱性抛光液,并选用SiO2胶体作为磨料.依据高去除的目的,对如底盘转速、抛光液流量、温度及压力等不同工艺参数进行了研究.根据实验结果,确定了蓝宝石衬底表面的CMP最佳工艺参数.     

蓝宝石衬底表面的高精密加工工艺

为了获得优化的CMP参数变化,对实验进行了设计,并采用CMP方法在C6382I-W/YJ单面抛光机上对蓝宝石衬底表面进行了加工.根据蓝宝石衬底特性,选择了碱性抛光液,并选用SiO2胶体作为磨料.依据高去除的目的,对如底盘转速、抛光液流量、温度及压力等不同工艺参数进行了研究.根据实验结果,确定了蓝宝石衬底表面的CMP最佳工艺参数.     

蓝宝石衬底的化学机械抛光工艺研究

由于蓝宝石衬底片的精密加工工艺复杂,最优工艺参数尚未明确,是目前国内重点研究的难题.采用X62 81521型抛光机对蓝宝石衬底片的精密加工技术一化学机械抛光工艺进行了研究.通过对蓝宝石抛光工艺性能参数的系统分析,采用了粒径为40 nm、低分散度的碱性SiO2,溶胶抛光液;通过大量实验总结,提出了优化方案,在pH值11.7、温度40 °c、压力在0.12 Mpa至0.15 Mpa时,可以获得的去除速率为12.1μm/h,表面粗糙度为0.58 nm,有效地提高了蓝宝石表面的性能及加工效率.     

GaN外延用蓝宝石衬底的图形化研究进展

因蓝宝石具有良好的稳定性能,且其生产技术成熟,是目前异质外延GaN应用最广泛的衬底材料之一.采用图形化蓝宝石衬底技术可以降低GaN外延层材料的位错密度,提高LED的内量子效率,同时提高LED出光效率提高,近年来引起了国内外的广泛关注.概述了图形化蓝宝石衬底的研究进展,包括图形化蓝宝石衬底的制备工艺、图形尺寸、图形形状及图形化蓝宝石衬底的作用机理;详细介绍了凹槽状、圆孔状、圆锥形、梯形和半球状5种图形形状,并分析了GaN材料在不同图形形状的图形化蓝宝石衬底上的生长机理及不同图形形状对GaN基LED器件性能的影响.对图形化蓝宝石衬底技术的研究方向进行了展望,提出了亟待研究和解决的问题.     

蓝宝石衬底nm级CMP技术研究

介绍了蓝宝石衬底的化学机械抛光工艺,讨论分析了影响蓝宝石衬底化学机械抛光的因素,定量确定了最佳CMP工艺。提出先以重抛过程提高蓝宝石抛光速率,然后以轻抛过程降低最终表面粗糙度的工艺路线。在配制抛光液时加入FA/OⅠ型活性剂保护SiO2胶粒的双电子层结构。在轻抛过程之前抛光垫用原液浸泡20～30min,抛光磨料直径为20～40nm。实验最佳工艺条件下的抛光速率达231.6nm/min,粗糙度降至0.34nm。     

LED用图形化蓝宝石衬底的干法刻蚀工艺

近年来,图形化蓝宝石衬底(PSS)作为GaN基LED外延衬底材料被广泛应用。采用感应耦合等离子体(ICP)技术对涂覆有光刻胶阵列图案的蓝宝石衬底进行刻蚀。通过研究及优化不同ICP刻蚀工艺参数对刻蚀速率和选择比的影响,分别成功制备出蒙古包形和圆锥形图形化蓝宝石衬底片,并在其表面完成InGaN/GaN多量子阱外延及芯片工艺。借助光致发光和电致发光等手段测试其LED器件的光电学性能。实验结果发现圆锥形的图形化蓝宝石衬底拥有更强的光功率和更窄的半峰宽,说明这种形貌的衬底在GaN外延时有效减少了晶格失配造成的缺陷,提高了晶体质量,从而更有效地增加LED出光效率。     

图形化蓝宝石衬底工艺研究进展

图形化蓝宝石衬底(PSS)技术是一种提高LED亮度的新技术。结合光刻和刻蚀工艺制作图形化蓝宝石衬底。有关图形化蓝宝石衬底的研究主要集中在对光刻和刻蚀工艺的研究,以及图形化蓝宝石衬底提高LED亮度的机理。目前微米级图形化蓝宝石衬底已经得到普遍的应用,与基于平坦蓝宝石衬底的LED相比,PSS-LED的发光功率提高了30%左右。图形化蓝宝石衬底技术的发展经历了从早期的条纹状图形到目前应用较广的半球形和锥形图形,从湿法刻蚀到干法刻蚀,从微米级到纳米级图形的演变。由于能够显著提高LED亮度,纳米级图形化蓝宝石必将得到广泛的运用。     

基于胶体球掩模板法制备图形化蓝宝石衬底

制备并研究了纳米级图形化蓝宝石衬底.采用磁控溅射技术在蓝宝石衬底上沉积 SiO2薄膜,利用自组装方法在SiO2薄膜上制备单层聚苯乙烯(PS)胶体球阵列,利用感应耦合等离子体干法刻蚀将周期性PS胶体球的图形转移到SiO2薄膜上,通过湿法腐蚀制备了纳米级图形化蓝宝石衬底.利用扫描电子显微镜对胶体球掩膜、SiO2纳米柱掩膜和图形化蓝宝石衬底结构进行了观察,研究了湿法腐蚀蓝宝石衬底的中间产物对刻蚀的影响,分析了腐蚀温度和腐蚀时间对蓝宝石衬底的影响.结果表明,湿法腐蚀的中间产物会降低蓝宝石衬底的刻蚀速率.蓝宝石衬底的腐蚀速率随着腐蚀温度的升高而加快;在同一腐蚀温度下,随着腐蚀时间的增加,图形尺寸进一步减小.     

PG-510型单面抛光机的研制

介绍了针对蓝宝石衬底表面纳米级抛光工艺而研制的PG-510单面抛光机的主要结构及其性能特点,简要论述了抛光过程中各工艺参数的控制方案,并通过实验验证了设备的主要性能指标,能够满足蓝宝石衬底表面纳米级抛光的工艺要求。     

图形化蓝宝石衬底GaN基LED的研究进展

蓝宝石衬底作为发光二极管最常用的衬底,经过不断发展,在克服其与GaN间晶格失配和热膨胀失配问题上,研究人员不断提出解决方案。近期发展起来的图形化衬底技术,除了能减少生长在蓝宝石衬底上GaN之间的差排缺陷,提高磊晶质量以解决失配问题,更能提高LED的出光效率。从衬底图形的形状、尺寸、制备工艺出发,回顾了图形化蓝宝石衬底GaN基LED的研究进展,详细介绍了近年来关于图形化衬底技术与其他技术在提高LED性能方面的结合,总结了图形化蓝宝石衬底应用于大尺寸芯片的优势,并对其未来在大功率照明市场的应用进行了展望。     

蓝宝石衬底表面粗糙度的研究

简述了纳米级超光滑蓝宝石衬底的用途及发展前景,以SiO2为磨料并且加入了表面活性剂和螯合剂的碱性抛光液做了抛光实验。分析了表面粗糙度与抛光液pH值的关系,比较了不同压力对粗糙度的影响,研究了粗糙度随流量的变化规律;以原子力显微镜为主要检测工具,找到了制备超光滑蓝宝石衬底最佳CMP工艺,在保证抛光速率的同时使表面质量达到超光滑表面的要求,有效地降低了成本。     

陶瓷衬底的化学机械抛光技术研究

介绍了薄膜集成电路陶瓷衬底的化学机械抛光技术,概述了化学机械抛光原理和设备,讨论分析了影响陶瓷衬底的化学机械抛光的因素,并用实验加以验证。     

蓝宝石衬底材料CMP去除速率的影响因素

阐述了蓝宝石衬底应用的发展前景及加工中存在的问题,分析了蓝宝石衬底化学机械抛光过程中pH值、压力、温度、流量、抛光布等参数对去除速率的影响。提出了采用小流量快启动的方法迅速提高CMP温度,在化学作用和机械作用相匹配时(即高pH值、大流量或低pH值,小流量)可得到较高去除速率,且前者速率高于后者。实验采用nm级SiO2溶胶为磨料的碱性抛光液,使用强碱KOH作为pH调节剂,并加入了适当的表面活性剂及螯合剂等。工艺参数为压力0.18MPa、温度45℃、转速60r/min,采用Rodel-suba 600抛光布,在保证表面质量的同时得到的最大去除速率为11.35μm/h。     

Effect of mechanical process parameters on friction behavior and material removal during sapphire chemical mechanical polishing

The effect of mechanical process parameters such as down force and rotation speed on friction behavior and material removal rate (MRR) was investigated during chemical mechanical polishing (CMP) of sapphire substrate. It was found that the increase in both rotation speed and down force can enhance the MRR and friction force almost linearly depends on the down force and rotation speed. The coefficient of friction (COF) decreases with increasing rotation speed under a fixed down force but keeps constant regardless of variation in down force under a fixed rotation speed. Moreover, the relationship between friction force and MRR was obtained. MRR was proportional to friction force with increasing down force whereas converse proportional to that with increasing the rotation speed. In addition, MRR data are fitted to the Preston equation in the sapphire CMP.     

化学机械抛光（CMP）过程中抛光盘温度控制的分析研究

在化学机械抛光（CMP）过程中,温度是影响晶片最终抛光效果的主要因素之一,采用合理的温度控制方法,把温度控制在一定的范围内才能满足化学机械抛光的工艺要求。通过化学机械抛光机理分析阐述了抛光过程中热量产生的根源,介绍了一种温度控制系统的设计原理,并通过抛光实验验证并说明了温度控制的必要性。     

碱性抛光液对硬盘基板抛光中表面状况的影响

阐述了化学机械抛光(CMP)技术在硬盘基板加工中发挥的重要作用,介绍了SiO2碱性抛光液的化学机械抛光机理以及抛光液在化学机械抛光中发挥的重要作用。使用河北工业大学研制的SiO2碱性抛光液对硬盘基板表面抛光,分析研究了抛光液中的浓度、表面活性剂以及去除量对抛光后硬盘基板表面状况的影响机理。总结了硬盘基板表面粗糙度随抛光液中的浓度、表面活性剂及去除量的变化规律以及抛光液的这些参数如何影响到硬盘基板的表面状况。在总结和分析这些规律的基础上,对抛光结果进行了检测。经检测得出,改善抛光后的硬盘基板表面质量(Ra=0.3926nm,Rrms=0.4953nm)取得了显著效果。     

计算机硬盘NiP基板CMP机理及技术研究

目前,大多数计算机硬盘采用镍磷敷镀的铝合金作为磁盘盘片,并采用化学机械抛光(CMP)技术作为盘片最终的精抛光.通过对镍磷基板的化学性质分析,讨论了其CMP机理,指出在整个反应过程中,化学反应速率是慢过程,它决定了最终的CMP速率,如何使络合反应迅速向右进行将成为CMP的关键.通过分析浆料在硬盘基板CMP中的重要性,指出浆料的化学成份是化学作用的关键.通过分析氧化剂、pH值、活性剂及螯合剂的影响作用,研制了新型碱性浆料,其中磨料为硬度较小粒径40 nm的SiO2水溶胶,氧化剂为H2O2,FA/O活性荆与螯合剂,并首次选用有机碱作为pH值调节剂.利用配制的抛光液通过CMP实验确定氧化剂含量为15 ml/,L,pH值为11,磨料浓度为20%时,获得的速率可达550 nm/min以上,粗糙度降至1.1 nm.     

Sapphire substrate-transferred nitride-based light-emitting diode fabricated by sapphire wet etching technique

In order to investigate the influence of a sapphire substrate on the GaN-based light-emitting diode (LED) performance, sapphire-etched vertical-electrode nitride-based semiconductor (SEVENS) LEDs are fabricated by a sapphire wet etching technique. The performance of SEVENS-LEDs is substantially dependent on the presence of sapphire substrate. The light-output power of a SEVENS-LED with a microroughened surface structure and without a sapphire substrate (type-A) is not saturated up to a junction current as high as 300 mA, constituting a notable improvement relative to that (250 mA junction current) of SEVENS-LEDs with a 5 μm-thick sapphire substrate (type-B). The 200 mA light-output power of type-A SEVENS-LED is 1.8 times stronger than that of type-B SEVENS-LED. With increasing junction current, the variation of the peak wavelength is less for the type-A SEVENS-LED than for the type-B SEVENS-LED. These results imply that even a thin sapphire substrate on the SEVENS-LED affects the heat dissipation characteristic at high injection levels.