空间太阳电池用超薄Ge单晶片的CMP技术

以Ge单晶抛光片为衬底的空间太阳电池在我国的应用已越来越多。目前,抛光后Ge单晶片的几何参数,尤其是表面状态常不能满足使用要求。介绍了超薄Ge衬底片抛光的工艺技术,开展了抛光压力、抛光盘转速与抛光去除速率的关系实验,对影响Ge单晶抛光片几何参数和表面质量的原因进行了分析和实验研究。工艺优化后抛光的产品完全满足了空间高效太阳电池的衬底的使用要求。     

化学腐蚀对超薄锗片机械强度的影响

随着锗太阳能光伏产业的发展,锗抛光片得到了广泛的应用。机械强度对锗衬底抛光片的质量和成品率有着重要的影响,采用化学腐蚀工艺,通过酸碱腐蚀实验的开展以及腐蚀温度、腐蚀液配比的控制,确立了提高锗单晶片机械强度的化学腐蚀工艺,腐蚀后晶片表面均匀,磨削纹路清晰可见,TTV小于3μm,机械强度为31-40N,完全满足应用要求。     

超薄硅双面抛光片抛光工艺技术

MEMS器件、保护电路、空间太阳电池等的制作需要使用硅双面抛光片,并且要求抛光片的厚度很薄,传统的硅抛光片加工工艺已经不能满足这一要求.介绍了一种用于超薄硅单晶双面抛光片加工的抛光工艺方法.通过对硅片抛光机理[1],抛光方式、抛光工艺的研究和对抛光工艺试验结果的分析,解决了超薄硅单晶双面抛光片在加工过程中碎片率高、抛光...     

红外光学用Ge双面抛光片抛光工艺条件研究

分析了不同抛光条件下,Ge双面抛光片的表面状况,通过抛光压力、抛光液中氧化荆的比例、抛光机转速和转速比等条件的改变,阐述了这些因素对抛光速率、抛光片正反面质量的影响,得到了相应的关系图表.根据实验结果,确定了Ge双面抛光工艺条件,采用该工艺条件对Ge片进行双面抛光,抛光片的几何参数指标和表面质量均能满足红外光学应用对抛光片的要求.     

磨削工艺对Ge单晶抛光片的影响

因磨削工艺不同导致Ge单晶片表面粗糙度出现很大差异,并最终影响抛光速率、抛光片的表面质量及抛光片时间依赖性雾的形成。粗糙度大的磨削片,初始抛光速率快,但抛光片达到镜面所需时间却延长。在抛光后的去蜡工序中,粗糙度大的Ge片其表面更容易粘附蜡液而导致表面质量下降。检验合格的抛光片在存储过程中表面出现时间依赖性雾,分析了时间依赖性雾的形成原因是由于粗糙的背表面更容易存储水份和有机溶剂。要提高抛光片的质量必须控制磨削片的粗糙度。     

VB GaAs抛光片几何参数控制技术研究

在VB(垂直布里奇曼法)GaAs材料加工过程中,切割、研磨、化学腐蚀、抛光等工序对VB GaAs抛光片的几何参数有着不同程度的影响.通过试验对比,找出了影响不同几何参数指标的关键工艺,其中切割和化学腐蚀是控制VB GaAs晶片翘曲度的关键工艺,而抛光是控制VB GaAs总厚度变化和总指示读数的关键工艺.研究表明,通过调整切割速度、化学腐蚀速率和抛光速率等工艺参数,能够有效地控制VB GaAs抛光片的几何参数.     

超薄硅双面抛光片加工效率的提升

用于5G通信芯片支撑层的超薄硅双面抛光片的生产是一个需要攻克的难题。该产品的技术难点在于,硅片厚度低至100μm,薄如纸张,采用传统粘蜡抛光工艺,加工效率极低且碎片率极高,同时硅片几何参数无法保证,成品率较低。由于磨削工艺可有效减少硅片表面的损伤层、改善几何参数,所以针对超薄硅片的加工,采用贴膜抛光工艺可以保证抛光的效率和成品率。在硅片腐蚀后采用磨削+贴膜抛光的工艺,解决了超薄硅双抛片加工效率低、碎片率高、几何参数难以保证、成品率低的问题。     

硅单晶抛光片边缘亮线研究

随着集成电路用晶圆向大尺寸化方向发展,国内10~15 cm硅抛光片市场竞争日益激烈,外延及器件厂家对抛光片的表面质量和可利用率要求越来越高。边缘亮线是一种存在于硅片抛光面边缘的腐蚀缺陷,对抛光片的成品率及后续工艺质量有重要影响。通过对硅片边缘表面形貌进行微观分析,揭示了"边缘亮线"产生的机理,分别研究了抛光工艺条件和倒角工艺条件对边缘缺陷的影响,通过优化抛光工艺条件,消除了抛光片表面"边缘亮线"缺陷。     

Ge单晶抛光片清洗技术研究

Ge材料具有优良的红外光学性能以及抗辐照能力,在红外光学、航天领域具有极大的应用潜力.通过对Ge单晶抛光片清洗技术进行研究,有效提高了Ge抛光片的表面质量,降低了Ge抛光片的表面颗粒度,控制了Ge抛光片的氧化层深度.研制样品的指标,Ge抛光片表面的颗粒数不超过10个(颗粒直径大于0.3μm),氧化层深度不超过2 nm.目前,国内尚无Ge单晶抛光片"免清洗"的相关检验标准.将样品直接放入外延炉生长外延,得到了较好的外延结果,可以认为Ge抛光片达到了"免清洗"的要求.     

不同腐蚀工艺对单晶Ge位错密度与微观形貌的影响

为提高单晶Ge位错腐蚀工艺的准确度,采用金相腐蚀观察法计算了单晶Ge的位错密度,分析了腐蚀时间、抛光条件、腐蚀温度对位错微观形貌的影响.结果表明:腐蚀时间过长或过短,位错腐蚀坑形貌无法正常观测,腐蚀时间10 min时,位错腐蚀坑形貌观测效果最佳;机械抛光会产生划痕和污渍,化学抛光可以得到更光洁的材料表面,腐蚀后更易观测...     

抛光工艺对硅基Pb_(1-x)Ge_xTe薄膜性能的影响

研究了不同的抛光方法(机械抛光、化学腐蚀及化学机械抛光)对硅基板上沉积的Pb_(1-x)Ge_xTe薄膜性能的影响.研究表明,经化学机械抛光(SiO_2胶体或Cr~+)的硅基板上所沉积的Pb_(1-x)Ge_xTe薄膜具有致密的结构及平直的界面,其沉积速率也比在化学腐蚀抛光表面的沉积速率大7%或18%(分别对应<111>和<100>晶向);薄膜具有明显高于化学腐蚀抛光基板沉积薄膜的折射率,且折射率随温度的降低而增加,而低温下折射率随波长的增加而增加;化学腐蚀抛光基板沉积薄膜的折射率的增加量明显大于化学机械抛光基板沉积薄膜的增加量;薄膜层经机械抛光后,其膜层结构、组分及其深度分布均未改变,但透射率增加,消光系数有所改善,折射率有所降低.     

Study on the effects of wafer thinning and dicing on chip strength

Die cracking is an annoying problem in the packaging industry. In this paper, we identified the weak regions, in terms of mechanical strength, in chips in a semiconductor wafer using the three-point bending test. The weak regions were observed in two sectors approximately 45/spl deg/ wide, axisymmetric to the wafer center. The strength of the chips within these weak regions was about 30%-35% lower than the average chip strength of the whole wafer. The existence of these weak regions was related to spiral grinding marks, which, in turn, were formed by backside mechanical grinding. The probability distributions of the chip strength and the chip fragmentary pattern confirmed this relationship. When wafers were mechanically ground until they were 50-/spl mu/m thick, chip warpage was found to be oriented to the direction of the grinding marks. Meanwhile, by slowing the mechanical grinding speed by 50%, we were able to increase the average chip strength by 56%. Either plasma etching or polishing after mechanical grinding eliminated the weak regions, and the optimal amount of mechanical grinding and the polishing depths were observed, beyond which the chip strength would not increase. On the other hand, a preprocess for blunting a new saw blade for chip dicing was found to be essential as the chip strength increased five-fold, whereas increasing the dicing speed or using dual saw instead of a single saw had only small effects on the chip strength degradation.     

熔石英抛光表面结构的蚀刻和热处理表征

利用HF蚀刻和热处理,结合原子力显微(AFM)分析,对传统抛光和磁流变抛光的表面结构进行了表征。为了分析热处理凸起的形成源,抛光表面在热处理前分别采用超声清洗、化学沥滤和HF蚀刻三种不同的表面处理技术进行处理,去除了不同表面材料。蚀刻形貌和热处理形貌及其关联性表明,传统抛光表面存在着大量纳米级缺陷,这些缺陷由易于诱导激光损伤的纳米级微裂纹和颗粒状分布的抛光杂质组成。结合抛光机制的分析,建立了传统抛光表面的微裂纹-颗粒杂质结构模型。     

清洗工艺对锗外延片表面点状缺陷的影响

锗外延片表面的雾、水印及点状缺陷等会影响太阳电池的性能和成品率,其中点状缺陷出现的比例最高。研究了锗抛光片清洗工艺对外延片表面点状缺陷的影响,获得了无点状缺陷、低粗糙度及高表面质量的锗单晶片。采用厚度为175μm p型<100>锗单面抛光片进行清洗试验,研究了SC-1溶液的不同清洗时间、清洗温度和去离子水冲洗温度对锗抛光片外延后点状缺陷的影响,分析了表面SiO_2残留和锗片表面粗糙度对外延片表面点状缺陷的影响。结果表明点状缺陷主要是由于锗单晶抛光片表面沾污没有彻底清洗干净以及清洗过程中产生新的缺陷造成的。采用氢氟酸溶液浸泡、SC-1溶液低温短时间清洗结合低温去离子水冲洗后的锗抛光片进行外延,用其制备的太阳电池光电转换效率由原来的25%提高到31%。     

HgCdTe材料的溴-甲醇抛光工艺研究

碲镉汞(HgCdTe)红外探测器制备中的化学-机械抛光工艺会在碲镉汞材料表面形成一定深度的损伤层。用溴-甲醇化学机械抛光取代溴腐蚀工艺,有效地降低了抛光过程所产生的表面损伤。在溴-甲醇抛光工艺中,可变参数有溶液的浓度比、抛光时间、转盘转速等,不同的参数组合对于抛光效果有不同的影响,经过正交试验可以以较少的试验次数高效经济地得到最佳的溴-甲醇抛光工艺参数组合。以该优化参数进行抛光所得到的碲镉汞材料通过XRD测试以及Ar+刻蚀后表面形貌的测试表明,HgCdTe晶片表面剩余损伤大大减小。     

Effect of Nano-sized CeO2 Abrasives on Chemical Mechanical Polishing of Silicon Wafer

The conception of the soft layer during chemical mechanical polishing（CMP） was proposed for the first time. The soft layer was a reaction layer formed on the silicon surface; it was softer than the silicon substrate and its thickness was about several nanometers. The existence of the soft layer could increase the material volume removed by one particle and increase the material removal rate during CMP. At the same time, the soft layer could decrease the cutting depth of the abrasive particle so as to realize ductile grinding, and it is useful to decrease the roughness of the polished surface and to improve the polishing quality.