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摘要
? ? ? 超聲研磨和超聲化學(xué)機(jī)械拋光均可降低雙體磨損，降低表面粗糙度的峰谷值，超聲波在研磨中的作用有助于后續(xù)化學(xué)機(jī)械拋光獲得更高的MRR和更好的表面質(zhì)量?；瘜W(xué)機(jī)械拋光中的超聲輔助振動(dòng)可以促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)，提高M(jìn)RR，改善表面質(zhì)量。超聲波化學(xué)機(jī)械拋光和超聲波研磨的組合實(shí)現(xiàn)了最高1.057米/小時(shí)的MRR和最低0.474米的PV值。因此，這種后續(xù)的超聲波輔助加工方法可以用來(lái)提高單晶碳化硅晶片的材料去除率和表面粗糙度。
關(guān)鍵詞:單晶碳化硅；材料移除；表面生成；超聲波化學(xué)機(jī)械拋光；超聲波研磨
介紹
? ? ? 碳化硅是第三代(寬帶隙)半導(dǎo)體材料之一(SiC)因其具有高熱導(dǎo)率、高硬度、耐化學(xué)性、耐溫性、對(duì)光波透明等顯著的物理化學(xué)性能，在學(xué)術(shù)研究和工業(yè)應(yīng)用中都備受關(guān)注。 因此，碳化硅已成為光電子和電力電子領(lǐng)域最有前途的材料之一，尤其是當(dāng)該器件用于高溫、高頻、高功率和抗輻射的環(huán)境中時(shí)。然而，它的機(jī)械和化學(xué)性質(zhì)使得表面平面化比廣泛用作襯底材料的硅和藍(lán)寶石困難得多，因?yàn)樗哪嫌捕冉咏饎偸⑶一瘜W(xué)惰性太強(qiáng)，除了在200℃以上的熱氫氟酸(HF)溶液或磷酸中，在室溫下在所有已知的含水蝕刻溶液中不能反應(yīng)。
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實(shí)驗(yàn)裝置
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實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和性能表征??略
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結(jié)果和討論
? ? ? ?在測(cè)量XPS、失重和原子力顯微鏡之前，處理過(guò)的碳化硅需要清洗。首先，用洗滌劑擦洗處理過(guò)的碳化硅，然后用有機(jī)溶劑清洗，以去除粘附的蠟和其他有機(jī)污染物。清洗碳化硅的有機(jī)溶劑的順序是正己烷(C6H14)、丙酮(CH3COCH3)和無(wú)水乙醇(C2H5OH)，同時(shí)通過(guò)超聲波振動(dòng)。其次，用無(wú)機(jī)溶劑清洗處理后的碳化硅，用過(guò)氧化氫、氫氟酸和鹽酸去除無(wú)機(jī)污染物和強(qiáng)吸附污染物，同時(shí)用超聲波振動(dòng)。最后，用去離子水沖洗干凈的碳化硅，然后干燥。
超聲波對(duì)單晶碳化硅化學(xué)腐蝕的影響??略
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超聲波對(duì)單晶碳化硅化學(xué)機(jī)械拋光性能的影響???略
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結(jié)論
? ? ??本研究采用超聲化學(xué)機(jī)械拋光和超聲研磨相結(jié)合的新型后續(xù)加工方法對(duì)硅面碳化硅進(jìn)行加工。設(shè)計(jì)并制作了超聲波輔助加工系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，超聲化學(xué)機(jī)械拋光和超聲研磨相結(jié)合的方法獲得了最高1.057米/小時(shí)的MRR和最低0.474米的PV值。超聲波研磨和超聲波化學(xué)機(jī)械拋光都可以減少雙體磨損，并且具有較低的PV值。因此，超聲化學(xué)機(jī)械拋光結(jié)合超聲研磨碳化硅是一種提高效率和表面質(zhì)量的可行方法。化學(xué)機(jī)械拋光后殘留的劃痕和凹坑表明，損傷小的高M(jìn)RR需要研磨和化學(xué)機(jī)械拋光之間的平衡。
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