原子量级条件下单晶硅磨削过程中的亚表面损伤

应用分子动力学仿真研究了原子量级条件下磨粒钝圆半径、磨削深度和磨削速度对单晶硅磨削后亚表面损伤层深度的影响.分子动力学仿真结果表明:在磨削深度和磨削速度相同情况下,随着磨粒钝圆半径的减小,损伤层深度和硅原子间势能亦减小.随着磨削深度的增大,损伤层深度和硅原子间势能增大.在磨削深度和磨粒钝圆半径相同的情况下,在20～200 m/s范围内,磨削速度对单晶硅亚表面损伤影响很小,说明分子动力学仿真对磨削速度的变化不敏感,因此可以适当提高仿真速度,从而缩短仿真时间和扩大仿真规模.单晶硅亚表面损伤主要是基于硅原子间势能的变化,并通过超精密磨削实验进行了实验验证.     

单晶硅纳米级磨削过程中磨粒磨损的分子动力学仿真

建立了考虑磨粒磨损的三维分子动力学仿真模型,将固体物理学中的爱因斯坦模型引入到金刚石磨粒原子的温度转换过程中, 设计了分子动力学仿真程序.研究结果表明:在磨削的初期,磨粒有明显的磨损,但当磨损到一定阶段后,磨粒不再磨损, 磨削开始进入稳定的切削状态.金刚石磨粒的磨损主要发生在磨粒的最底部,这与表面效应有密切关系.由于表面效应,磨粒底部表面原子配位不足,导致磨粒底部结构表面存在许多缺陷,使磨粒底部表面具有很高的活性,极不稳定,根据最小能量原理,它将自发地向最低能量状态变化,也就是通过塑性变形、非晶相变等变化释放能量,使磨粒的表面能减少,从而发生磨损.     

单晶硅纳米级磨削过程中磨粒磨损的分子动力学仿真

建立了考虑磨粒磨损的三维分子动力学仿真模型,将固体物理学中的爱因斯坦模型引入到金刚石磨粒原子的温度转换过程中, 设计了分子动力学仿真程序.研究结果表明:在磨削的初期,磨粒有明显的磨损,但当磨损到一定阶段后,磨粒不再磨损, 磨削开始进入稳定的切削状态.金刚石磨粒的磨损主要发生在磨粒的最底部,这与表面效应有密切关系.由于表面效应,磨粒底部表面原子配位不足,导致磨粒底部结构表面存在许多缺陷,使磨粒底部表面具有很高的活性,极不稳定,根据最小能量原理,它将自发地向最低能量状态变化,也就是通过塑性变形、非晶相变等变化释放能量,使磨粒的表面能减少,从而发生磨损.     

Si片磨削中砂轮粒径对Si片损伤层的影响

在直径300 mm Si片制备中,利用双面磨削技术能为后续加工提供高精度的表面,但Si片损伤层厚度较大.通过扫描电子显微镜和透射电子显微镜对Si片表面及截面进行观察,得到了经不同粒径的砂轮磨削后的Si片的表面及截面形貌、Si片的表面及亚表面损伤层的厚度并进行了分析比较.结果表明,用粒度更小的3000#砂轮磨削,能够有效地降低Si片表面及亚表面损伤层的厚度,为优化300 mm单晶Si片双面磨削工艺、提高Si片表面磨削质量提供了清晰、量化的实验理论依据.     

单晶硅片磨削损伤的透射电子显微分析

为了揭示硅片自旋转磨削加工表面层损伤机理,采用透射电子显微镜对硅片磨削表面层损伤特性进行了分析.结果表明:粗磨Si片的损伤层中有大量微裂纹和高密度位错;半精磨和精磨si片的损伤层中除了微裂纹和位错外,还存在非晶硅和多晶硅(Si-I相和Si-III相).从粗磨到半精磨,Si片的非晶层厚度从约Onm增大到约110nm;从半精磨剑精磨,Si片的非品层厚度由约110nm减小至约30nm,且非晶层厚度的分布均匀性提高.从粗磨到精磨,Si片损伤深度、微裂纹深度及位错滑移深度逐渐减小,材料的去除方式由脆性断裂方式逐渐向塑性方式过渡.     

单晶硅片磨削损伤的透射电子显微分析

为了揭示硅片自旋转磨削加工表面层损伤机理,采用透射电子显微镜对硅片磨削表面层损伤特性进行了分析.结果表明:粗磨Si片的损伤层中有大量微裂纹和高密度位错;半精磨和精磨si片的损伤层中除了微裂纹和位错外,还存在非晶硅和多晶硅(Si-I相和Si-III相).从粗磨到半精磨,Si片的非晶层厚度从约Onm增大到约110nm;从半精磨剑精磨,Si片的非品层厚度由约110nm减小至约30nm,且非晶层厚度的分布均匀性提高.从粗磨到精磨,Si片损伤深度、微裂纹深度及位错滑移深度逐渐减小,材料的去除方式由脆性断裂方式逐渐向塑性方式过渡.     

表面活性剂在单晶硅太阳能电池片制绒中的作用

表面活性剂在晶体硅电池清洗制绒中具有重要的作用。在现有大规模产业化生产线NaOH＋H2O＋异丙醇（IPA）制绒体系的基础上,研究了复配表面活性剂替代异丙醇的可行性。通过测试不同浓度复配表面活性剂条件下制备得到绒面的表面反射率和SEM形貌图,测试研究结果显示,复配表面活性剂的制绒效果要显著优于以异丙醇（IPA）为添加剂的腐蚀溶液,且复配表面活性剂浓度在略大于临界胶束浓度得到最优实验结果。     

超低亚表面损伤层GaAs抛光晶片的工艺

在不同弹性抛光布、不同氧化浓度、不同 p H值的抛光液等条件下进行了化学机械抛光试验 ,并用 TEM测量了晶片亚表面损伤层厚度 .研究发现抛光布的弹性及抛光液的氧化和化学去除能力决定了 Ga As抛光晶片的亚表面损伤层深度 ,并分析和讨论了其原因     

GaAs化学机械抛光引入亚表面损伤层的分析

采用ＴＥＭ、Ｘ ｒａｙＲｏｃｋｉｎｇＣｕｒｖｅ等测试的方法,对ＧａＡｓ晶片化学机械抛光后亚表面损伤层引入的深度进行了分析,探讨了碱性ＳｉＯ２胶体水溶液加入不同浓度的电解质（ＮａＯＣｌ）后所发生胶粒带电程度的变化,从胶体理论的角度解释了ＳｉＯ２胶体溶液不稳定对ＧａＡｓ抛光晶片亚表面损伤层的影响。     

超低亚表面损伤层GaAs抛光晶片的工艺

在不同弹性抛光布、不同氧化浓度、不同pH值的抛光液等条件下进行了化学机械抛光试验,并用TEM测量了晶片亚表面损伤层厚度.研究发现抛光布的弹性及抛光液的氧化和化学去除能力决定了GaAs抛光晶片的亚表面损伤层深度,并分析和讨论了其原因.     

一种改进的测量硅片亚表面损伤的角度抛光方法

提出了一种改进的角度抛光方法来测量硅片的亚表面损伤.其原理是:经过研磨和化学机械抛光后,起保护作用的陪片靠近胶黏剂的一端形成一个无损伤的、完整的劈尖,劈尖的棱边作为测量亚表面损伤的基准;角度抛光的倾斜角可通过劈尖上面产生的干涉条纹准确地测量得到.采用这种方法可以方便、准确地测量硅片由切割、研磨和磨削引起的亚表面损伤,其能够测量的最小损伤深度为几百纳米.     

An Improved Angle Polishing Method for Measuring Subsurface Damage in Silicon Wafers

提出了一种改进的角度抛光方法来测量硅片的亚表面损伤.其原理是:经过研磨和化学机械抛光后,起保护作用的陪片靠近胶黏剂的一端形成一个无损伤的、完整的劈尖,劈尖的棱边作为测量亚表面损伤的基准;角度抛光的倾斜角可通过劈尖上面产生的干涉条纹准确地测量得到.采用这种方法可以方便、准确地测量硅片由切割、研磨和磨削引起的亚表面损伤,其能够测量的最小损伤深度为几百纳米.     

用双氧水方法提高单晶硅片制绒效果的研究

介绍了在制绒前使用双氧水＋低浓度碱液＋超声的预清洗工艺的新方法。与常规的预清洗工艺相比,新的预清洗工艺避免了生产过程中的漂篮现象,改善了硅片表面的清洁质量,降低了表面微粗糙度。通过扫描电子显微镜（SEM）观察,使用双氧水预清洗后的制绒绒面金字塔尺寸小而均匀,反射率也有所降低。新预清洗工艺制绒后的硅片增加了对入射光的吸收,有利于提高电池短路电流,对提升电池光电转换效率有重要意义。     

硅片表面磨削技术的应用研究

随着IC制造技术的飞速发展,为了增加IC芯片产量和降低单元制造成本,硅片直径趋向大直径化,原有的传统研磨工艺已不适应大直径硅片的加工,人们开始研究用硅片自旋转表面磨削方法来代替传统的研磨方法。通过实验的方法,对切割后的硅片表面进行磨削,获得了较理想的表面效果,达到了减少抛光去除量和抛光时间的目的。     

硅片减薄技术研究

集成电路芯片不断向高密度、高性能和轻薄短小方向发展,为满足IC封装要求,越来越多的薄芯片将会出现在封装中。此外薄芯片可以提高器件在散热、机械等方面的性能,降低功率器件的电阻。因此,硅片减薄的地位越来越重要。文章简要介绍了减薄的几种方法,并对两种不同研磨减薄技术的优缺点进行了对比。此外,从影响减薄质量的因素如主轴转速、研磨速度及所使用的保护膜等几方面进行了实验的验证,分析了不同参数对质量的影响效果。并根据减薄后的质量情况,使用统计方法,对减薄的过程进行了监控。