-
邹(zou)小姐：13326633089 -
-
cac_sales@sina.com 
蓝(lan)宝石是实际应用的(de)(de)(de)半(ban)导(dao)体(ti)GaN/Al2O3发光(guang)二(er)极(ji)管(LED)、大规(gui)模集成电路绝缘体(ti)上(shang)硅(SOI)和蓝(lan)宝石上(shang)的(de)(de)(de)硅(SOS)及(ji)超(chao)导(dao)纳米(mi)结构薄(bo)膜(mo)等最理(li)想的(de)(de)(de)衬(chen)底(di)材料(liao)。LED等半(ban)导(dao)体(ti)器件性能的(de)(de)(de)优劣及(ji)其可靠性严重依(yi)赖于(yu)单晶衬(chen)底(di)表面外(wai)延层的(de)(de)(de)结晶质(zhi)量和完整性，而外(wai)延层的(de)(de)(de)质(zhi)量主(zhu)要取决于(yu)在外(wai)延垒(lei)晶之前衬(chen)底(di)表面的(de)(de)(de)加工质(zhi)量，获得超(chao)光(guang)滑、超(chao)平坦(tan)、无表面/亚表面损(sun)伤的(de)(de)(de)单晶蓝(lan)宝石衬(chen)底(di)表面是高(gao)质(zhi)量外(wai)延层生长的(de)(de)(de)关键基础(chu)条(tiao)件。
Peregrine半导体公(gong)司采用了(le)蓝(lan)宝石(shi)上硅（SOS）技术来制造开关器件
蓝(lan)宝石(shi)基(ji)片
在工(gong)(gong)(gong)业加工(gong)(gong)(gong)中(zhong)，蓝(lan)(lan)宝石(shi)(shi)表(biao)(biao)面(mian)从原料粗(cu)糙面(mian)到镜面(mian)光(guang)(guang)滑，需(xu)要(yao)经(jing)历三(san)道加工(gong)(gong)(gong)工(gong)(gong)(gong)艺：粗(cu)磨、精磨和抛光(guang)(guang)。在粗(cu)磨工(gong)(gong)(gong)段中(zhong)，蓝(lan)(lan)宝石(shi)(shi)原料片表(biao)(biao)面(mian)的(de)划痕(hen)数量(liang)会减(jian)少(shao)，深度(du)减(jian)小(xiao)。同一批(pi)来(lai)料的(de)蓝(lan)(lan)宝石(shi)(shi)厚度(du)差有时(shi)会高达10~20 um。在粗(cu)磨工(gong)(gong)(gong)艺后，批(pi)量(liang)蓝(lan)(lan)宝石(shi)(shi)的(de)厚度(du)差会缩小(xiao)至1~3 um。在第(di)二道工(gong)(gong)(gong)艺（精磨）中(zhong)，蓝(lan)(lan)宝石(shi)(shi)的(de)总(zong)厚度(du)偏差（TTV）和表(biao)(biao)面(mian)粗(cu)糙度(du)（Ra）会进一步减(jian)小(xiao)。蓝(lan)(lan)宝石(shi)(shi)表(biao)(biao)面(mian)开始出现透光(guang)(guang)现象。在第(di)三(san)道工(gong)(gong)(gong)艺（抛光(guang)(guang)）中(zhong)，蓝(lan)(lan)宝石(shi)(shi)的(de)表(biao)(biao)面(mian)粗(cu)糙度(du)（Ra）会减(jian)小(xiao)至0.5 nm，此时(shi)蓝(lan)(lan)宝石(shi)(shi)表(biao)(biao)面(mian)平滑，面(mian)板(ban)透亮。
在(zai)每一(yi)道加(jia)工(gong)工(gong)艺(yi)后，蓝(lan)(lan)(lan)宝(bao)(bao)(bao)石(shi)(shi)晶片(pian)的(de)(de)(de)总(zong)厚度(du)偏差和(he)表(biao)(biao)(biao)面粗(cu)糙(cao)度(du)会逐渐减小。作(zuo)为表(biao)(biao)(biao)面加(jia)工(gong)的(de)(de)(de)第一(yi)道工(gong)艺(yi)，粗(cu)磨(mo)(mo)工(gong)段尤其(qi)重(zhong)要。晶片(pian)在(zai)此(ci)阶段最容易产生(sheng)不可(ke)修复的(de)(de)(de)深度(du)划伤。蓝(lan)(lan)(lan)宝(bao)(bao)(bao)石(shi)(shi)的(de)(de)(de)硬(ying)度(du)大(da)，一(yi)般的(de)(de)(de)磨(mo)(mo)料对蓝(lan)(lan)(lan)宝(bao)(bao)(bao)石(shi)(shi)没(mei)有(you)切削力。如(ru)果单从(cong)磨(mo)(mo)料硬(ying)度(du)角度(du)考虑(lv)，金(jin)刚石(shi)(shi)磨(mo)(mo)料看(kan)似最合适。然而，由于用(yong)金(jin)刚石(shi)(shi)磨(mo)(mo)料抛(pao)光(guang)的(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面会被物(wu)理刮掉，因(yin)此(ci)会在(zai)表(biao)(biao)(biao)面留下划痕(hen)和(he)其(qi)他(ta)应力。目前(qian)生(sheng)产蓝(lan)(lan)(lan)宝(bao)(bao)(bao)石(shi)(shi)衬底(di)片(pian)时(shi)(shi)产生(sheng)裂(lie)痕(hen)和(he)崩边现象(xiang)的(de)(de)(de)比例比较高(gao)，占总(zong)数的(de)(de)(de)5％~8％，后的(de)(de)(de)研磨(mo)(mo)和(he)抛(pao)光(guang)工(gong)序中(zhong)(zhong)速率(lv)很(hen)低，并且加(jia)工(gong)后的(de)(de)(de)蓝(lan)(lan)(lan)宝(bao)(bao)(bao)石(shi)(shi)片(pian)表(biao)(biao)(biao)面划痕(hen)较重(zhong)，有(you)20％左右的(de)(de)(de)宝(bao)(bao)(bao)石(shi)(shi)片(pian)表(biao)(biao)(biao)面有(you)粗(cu)深划痕(hen)，需返工(gong)，重(zhong)新(xin)研磨(mo)(mo)抛(pao)光(guang)，这样就大(da)大(da)提高(gao)了蓝(lan)(lan)(lan)宝(bao)(bao)(bao)石(shi)(shi)衬底(di)片(pian)加(jia)工(gong)的(de)(de)(de)成本。因(yin)此(ci)，如(ru)何在(zai)提高(gao)蓝(lan)(lan)(lan)宝(bao)(bao)(bao)石(shi)(shi)表(biao)(biao)(biao)面光(guang)洁度(du)和(he)全局平坦化质量的(de)(de)(de)同(tong)时(shi)(shi)并保证一(yi)定的(de)(de)(de)蓝(lan)(lan)(lan)宝(bao)(bao)(bao)石(shi)(shi)的(de)(de)(de)抛(pao)光(guang)速率(lv)，是蓝(lan)(lan)(lan)宝(bao)(bao)(bao)石(shi)(shi)加(jia)工(gong)处理中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)一(yi)大(da)难题。
与常规研磨(mo)(mo)蓝宝石（莫(mo)氏硬度(du)(du)9）晶(jing)体(ti)的(de)(de)金(jin)刚石磨(mo)(mo)料(liao)(liao)(liao)（莫(mo)氏硬度(du)(du)10）相比，碳化硼(peng)磨(mo)(mo)料(liao)(liao)(liao)具(ju)有硬度(du)(du)略低（莫(mo)氏硬度(du)(du)9.3）、价格便宜、磨(mo)(mo)削(xue)能力稍弱，且研磨(mo)(mo)后晶(jing)体(ti)表(biao)面(mian)(mian)划(hua)伤的(de)(de)概率(lv)较小的(de)(de)特点，因(yin)此(ci)，采用(yong)碳化硼(peng)磨(mo)(mo)料(liao)(liao)(liao)进行蓝宝石晶(jing)体(ti)研磨(mo)(mo)有利于获得较小的(de)(de)亚表(biao)面(mian)(mian)损伤。通常地(di)，业内(nei)常使(shi)用(yong)240＃碳化硼(peng)研磨(mo)(mo)砂(sha)作为磨(mo)(mo)料(liao)(liao)(liao)，此(ci)类(lei)型研磨(mo)(mo)砂(sha)的(de)(de)粒径为56～64 um。它们与去离子水(shui)形成研磨(mo)(mo)浆(jiang)料(liao)(liao)(liao)，并(bing)输(shu)入至研磨(mo)(mo)机(ji)内(nei)进行研磨(mo)(mo)。值得一提的(de)(de)是，由(you)于碳化硼(peng)在600℃以上时，外表(biao)会(hui)氧化成B2O3薄膜，使(shi)其发生一定的(de)(de)软化，因(yin)此(ci)在磨(mo)(mo)料(liao)(liao)(liao)应用(yong)中并(bing)不适用(yong)于温(wen)度(du)(du)过高的(de)(de)干磨(mo)(mo)，只适用(yong)于抛光液研磨(mo)(mo)。
“黑(hei)色钻(zuan)石”碳化硼磨(mo)料粉末
另外的，小(xiao)编在(zai)查阅(yue)资料时，在(zai)一篇专(zhuan)利(li)技术--“一种(zhong)蓝(lan)宝(bao)石(shi)衬(chen)底化学机(ji)械抛(pao)光(guang)浆(jiang)液(ye)”中(zhong)看到这样(yang)的描述：发(fa)明(ming)人经广泛研(yan)究(jiu)发(fa)现，采用(yong)基材(cai)粒子表(biao)(biao)面包覆(fu)工艺，在(zai)碳化硼表(biao)(biao)面包覆(fu)一层粒子构成复(fu)合研(yan)磨(mo)粒子，利(li)用(yong)该复(fu)合研(yan)磨(mo)粒子制成的化学机(ji)械抛(pao)光(guang)浆(jiang)液(ye)，不仅可以得到极好的蓝(lan)宝(bao)石(shi)表(biao)(biao)面光(guang)洁度(du)和(he)全局平坦化的质量，而且拥(yong)有一定的抛(pao)光(guang)速率，有望可以有效地(di)提高蓝(lan)宝(bao)石(shi)的表(biao)(biao)面质量和(he)加(jia)工效率。
复(fu)(fu)合(he)(he)研(yan)磨(mo)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)基(ji)于(yu)B4C颗粒(li)(li)(li)的(de)(de)高硬度以及(ji)表面(mian)(mian)复(fu)(fu)合(he)(he)小(xiao)(xiao)颗粒(li)(li)(li)的(de)(de)独特(te)的(de)(de)化学活性，在抛光(guang)过(guo)程中，复(fu)(fu)合(he)(he)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)表面(mian)(mian)小(xiao)(xiao)颗粒(li)(li)(li)易于(yu)与蓝宝(bao)(bao)石表面(mian)(mian)进行交联(lian)，同时(shi)复(fu)(fu)合(he)(he)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)高硬度的(de)(de)B4C核(he)能(neng)够间接地(di)对(dui)(dui)衬(chen)(chen)(chen)底(di)施(shi)加物理作用，使交联(lian)产物能(neng)及(ji)时(shi)地(di)脱离衬(chen)(chen)(chen)底(di)的(de)(de)表面(mian)(mian)，因此不(bu)仅能(neng)够保证蓝宝(bao)(bao)石在化学机械抛光(guang)时(shi)具有一定的(de)(de)抛光(guang)速率(lv)，还(hai)能(neng)有效地(di)避免对(dui)(dui)衬(chen)(chen)(chen)底(di)的(de)(de)划痕，提高蓝宝(bao)(bao)石抛后的(de)(de)表面(mian)(mian)质(zhi)量。所述(shu)的(de)(de)复(fu)(fu)合(he)(he)研(yan)磨(mo)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)是由基(ji)材(cai)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)碳化硼表面(mian)(mian)包(bao)覆(fu)一层粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)所构(gou)成。其基(ji)材(cai)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)为B4C，包(bao)覆(fu)的(de)(de)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)选自SiO2、γ-Al2O3、α-Al2O3、CeO2或其混(hun)合(he)(he)物。
因此，碳化(hua)硼除了在蓝宝石粗(cu)磨中优(you)势明(ming)显，其与其他研磨粒子的复合粒子在提升提高蓝宝石化(hua)学机(ji)械抛光表面质量(liang)和加工效率(lv)也非常值得探索应用(yong)。
编辑：粉体圈Alpha
本文为粉体圈原创作品，未(wei)经许可，不得(de)转载，也不得(de)歪曲、篡改或复制本文内容(rong)，否则(ze)本公司将依法(fa)追究(jiu)法(fa)律责任。
