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专题论述
现代制造工程( Modern Manufacturing Engineering)
2012年第7期
碳化硅衬底超精密加工技术
袁铁军,张红蕾,张广冬
盐城工学院机械学院,盐城22051)
摘要:通过对比不同的加工方法获得最佳工艺:切片采用多线切割或者多线切割与超声切割相结合;磨剖采用双面研磨
获得较低翘曲度的表面或ELID臍削实现高速、高效、高质量削:抛光工艺使用化学机械抛光方法,通过粗抱提高加工
效率,精提高表面质量,从而获得超光滑表面。分析了「碳化硅村底加工存在的问题并指岀超精密加工的发展趋势。
关键词:多线切割;双面研磨;ELID磨削;化学机被抛光;超光滑表面
中日分类号:TH161文献标志码:A文章编号:1671-3133(2012)7-0026-05
Ultra-precision machining technology of silicon carbide substrates
Yuan Tiejun, Zhang Honglei, Zhang Guangdong
School of Mechanical Engineering, Yancheng Institute of Technology, Yancheng 224051, Jiangsu, China)
Abstract: The est process can be obtained by contrast of different machining methods. Slicing pmcess can use multi-wire sawing
method and combination of multi-wire sawing and ultrasonic sawing. Double-side lapping can achieve low warp and ELD grinding
can realize high velocity, ficiency and surface quality, so they are widely used in grinding proess. By the use of chemical me-
chanical polishing sr mot h surfae an be obtained in polishing during which course polishing aims at high efficiency while
improving sur ace quality is the target of fine polishing. The existing problem of Sic substrates is analyzed and the trend of ultra
precision machining is pointed out.
Key words: mul i-w aw: e-ie pping l l i In- Pss De ing(ED )gning Chemical Mecanca Pol
hing(CMP); super smooth surface
难以在高温环境下工作。而碳化硅衬底则克服了以
0引言
上缺点,具有较高的热传导率,能与GaN外延薄膜良
由于发光二极管(LED)产品具有体积小、发热量好地匹配,在650℃的环境下仍能正常工作。同时具
低、抗振、使用寿命长、光电转换效率高和节能环保等有化学性质稳定、抗辐射能力强、禁带宽度大、击穿场
优点,因南逐渐被人们所接受并引发了一场新的产业强大和机械性能好等优点,广泛应用于辐射程度和
革命一一照明革命”。在制作IED时,主要采用温度高的场合,尤其是应用于航空航天以及核能领域
MOCYD技术在衬底材料上生长外延薄膜制成外延
等极端恶劣条件下的微电子元器件。用碳化硅衬
片,然后经过芯片工艺制作LED产品。CaN(氮化镓)
底制作的电力控制部件、逆变器具有耐高压以及耐大
外延薄膜是应用最广泛的外延薄膜,用以制备各种蓝
光、白光LED。由于CaN薄膜是生长在衬底棊片上
电流的特点,可以实现这些部件的小型化、轻量化;碳
的,基片的质量直接影响着薄膜质量以及LED的发光化硅器件能降低电子产品的功耗,减少工作过程产生
性能,如果衬底的质量差,将会使得LED产品的性能的热量,从而大大提高电子设备的效率,所以能逐渐
低劣,严重时无法生产出发光二极管2)。
取代第一代、第二代半导体硅、砷化镓,成为最有应用
目前可用作IED产品衬底的主要有蓝宝石和碳前景的半导体村底材料。
化硅。蓝宝石衬底已经商业化生产,但是蓝宝石衬底
和GaN外延薄膜存在晶格失配率与热应力失配率大1超精密加工技术
的间题,而且蓝宝石衬底热传导率低,散热比较困难,
碳化硅衬底硬度较大(莫氏硬度为9.25),仅次于
奉江苏省光子制造科学与技术重点实验室开放基金项目(G70103
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