-
邹小姐：13326633089 -
-
cac_sales@sina.com 
蓝(lan)宝(bao)石是实际应用(yong)的(de)(de)半导体GaN/Al2O3发光(guang)二极管(guan)(LED)、大规模集成电路绝缘体上硅(SOI)和(he)蓝(lan)宝(bao)石上的(de)(de)硅(SOS)及(ji)超(chao)(chao)导纳米结构(gou)薄膜等最理想的(de)(de)衬底(di)材料。LED等半导体器(qi)件性能(neng)的(de)(de)优(you)劣及(ji)其可靠性严重依赖于(yu)单晶衬底(di)表(biao)(biao)面(mian)外延(yan)层(ceng)的(de)(de)结晶质量和(he)完(wan)整性，而(er)外延(yan)层(ceng)的(de)(de)质量主要取决于(yu)在(zai)外延(yan)垒晶之前衬底(di)表(biao)(biao)面(mian)的(de)(de)加工质量，获得(de)超(chao)(chao)光(guang)滑(hua)、超(chao)(chao)平(ping)坦、无表(biao)(biao)面(mian)/亚表(biao)(biao)面(mian)损伤的(de)(de)单晶蓝(lan)宝(bao)石衬底(di)表(biao)(biao)面(mian)是高质量外延(yan)层(ceng)生长的(de)(de)关(guan)键(jian)基础条(tiao)件。
Peregrine半导体公(gong)司采用了蓝(lan)宝石上(shang)硅（SOS）技术来制造开关器(qi)件
蓝宝(bao)石(shi)基片
在(zai)工(gong)业(ye)加工(gong)中(zhong)，蓝(lan)(lan)宝(bao)石(shi)(shi)(shi)表面(mian)(mian)从原料(liao)粗(cu)(cu)糙(cao)面(mian)(mian)到(dao)镜面(mian)(mian)光(guang)(guang)滑，需(xu)要(yao)经(jing)历三道(dao)加工(gong)工(gong)艺(yi)：粗(cu)(cu)磨、精磨和(he)抛(pao)光(guang)(guang)。在(zai)粗(cu)(cu)磨工(gong)段中(zhong)，蓝(lan)(lan)宝(bao)石(shi)(shi)(shi)原料(liao)片(pian)表面(mian)(mian)的划痕数量会减(jian)少，深(shen)度(du)(du)减(jian)小。同(tong)一批来料(liao)的蓝(lan)(lan)宝(bao)石(shi)(shi)(shi)厚(hou)(hou)度(du)(du)差(cha)(cha)有时会高(gao)达10~20 um。在(zai)粗(cu)(cu)磨工(gong)艺(yi)后(hou)，批量蓝(lan)(lan)宝(bao)石(shi)(shi)(shi)的厚(hou)(hou)度(du)(du)差(cha)(cha)会缩小至(zhi)(zhi)1~3 um。在(zai)第二(er)道(dao)工(gong)艺(yi)（精磨）中(zhong)，蓝(lan)(lan)宝(bao)石(shi)(shi)(shi)的总厚(hou)(hou)度(du)(du)偏差(cha)(cha)（TTV）和(he)表面(mian)(mian)粗(cu)(cu)糙(cao)度(du)(du)（Ra）会进一步减(jian)小。蓝(lan)(lan)宝(bao)石(shi)(shi)(shi)表面(mian)(mian)开始出现透光(guang)(guang)现象(xiang)。在(zai)第三道(dao)工(gong)艺(yi)（抛(pao)光(guang)(guang)）中(zhong)，蓝(lan)(lan)宝(bao)石(shi)(shi)(shi)的表面(mian)(mian)粗(cu)(cu)糙(cao)度(du)(du)（Ra）会减(jian)小至(zhi)(zhi)0.5 nm，此时蓝(lan)(lan)宝(bao)石(shi)(shi)(shi)表面(mian)(mian)平滑，面(mian)(mian)板透亮。
在(zai)(zai)(zai)每一(yi)(yi)道加(jia)工(gong)(gong)(gong)工(gong)(gong)(gong)艺后，蓝(lan)(lan)宝(bao)(bao)石(shi)(shi)(shi)(shi)晶片的(de)(de)总厚度(du)偏差和(he)表(biao)(biao)面粗(cu)糙度(du)会(hui)逐渐(jian)减小(xiao)。作为表(biao)(biao)面加(jia)工(gong)(gong)(gong)的(de)(de)第一(yi)(yi)道工(gong)(gong)(gong)艺，粗(cu)磨(mo)(mo)工(gong)(gong)(gong)段尤其(qi)重要。晶片在(zai)(zai)(zai)此阶段最容易产(chan)(chan)生(sheng)不可修复的(de)(de)深度(du)划(hua)伤。蓝(lan)(lan)宝(bao)(bao)石(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)硬度(du)大(da)，一(yi)(yi)般的(de)(de)磨(mo)(mo)料对蓝(lan)(lan)宝(bao)(bao)石(shi)(shi)(shi)(shi)没有(you)切(qie)削力(li)。如果单从磨(mo)(mo)料硬度(du)角度(du)考虑，金(jin)刚(gang)石(shi)(shi)(shi)(shi)磨(mo)(mo)料看似最合适。然(ran)而，由(you)于用金(jin)刚(gang)石(shi)(shi)(shi)(shi)磨(mo)(mo)料抛(pao)光(guang)的(de)(de)表(biao)(biao)面会(hui)被物理刮掉(diao)，因此会(hui)在(zai)(zai)(zai)表(biao)(biao)面留下(xia)划(hua)痕(hen)和(he)其(qi)他应(ying)力(li)。目(mu)前生(sheng)产(chan)(chan)蓝(lan)(lan)宝(bao)(bao)石(shi)(shi)(shi)(shi)衬底片时(shi)(shi)产(chan)(chan)生(sheng)裂痕(hen)和(he)崩边现象的(de)(de)比(bi)例比(bi)较(jiao)高，占总数的(de)(de)5％~8％，后的(de)(de)研磨(mo)(mo)和(he)抛(pao)光(guang)工(gong)(gong)(gong)序中(zhong)速率很低(di)，并(bing)且加(jia)工(gong)(gong)(gong)后的(de)(de)蓝(lan)(lan)宝(bao)(bao)石(shi)(shi)(shi)(shi)片表(biao)(biao)面划(hua)痕(hen)较(jiao)重，有(you)20％左右的(de)(de)宝(bao)(bao)石(shi)(shi)(shi)(shi)片表(biao)(biao)面有(you)粗(cu)深划(hua)痕(hen)，需返工(gong)(gong)(gong)，重新研磨(mo)(mo)抛(pao)光(guang)，这样就大(da)大(da)提高了蓝(lan)(lan)宝(bao)(bao)石(shi)(shi)(shi)(shi)衬底片加(jia)工(gong)(gong)(gong)的(de)(de)成本(ben)。因此，如何在(zai)(zai)(zai)提高蓝(lan)(lan)宝(bao)(bao)石(shi)(shi)(shi)(shi)表(biao)(biao)面光(guang)洁度(du)和(he)全(quan)局平坦化质量的(de)(de)同时(shi)(shi)并(bing)保证一(yi)(yi)定(ding)的(de)(de)蓝(lan)(lan)宝(bao)(bao)石(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)抛(pao)光(guang)速率，是(shi)蓝(lan)(lan)宝(bao)(bao)石(shi)(shi)(shi)(shi)加(jia)工(gong)(gong)(gong)处理中(zhong)的(de)(de)一(yi)(yi)大(da)难题。
与常规(gui)研(yan)(yan)磨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)蓝宝石（莫氏(shi)硬(ying)(ying)度(du)9）晶(jing)体(ti)的金(jin)刚石磨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)料(liao)（莫氏(shi)硬(ying)(ying)度(du)10）相比，碳(tan)化(hua)硼磨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)料(liao)具有硬(ying)(ying)度(du)略低（莫氏(shi)硬(ying)(ying)度(du)9.3）、价格便宜(yi)、磨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)削(xue)能力稍弱，且研(yan)(yan)磨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)后晶(jing)体(ti)表(biao)面划伤(shang)的概率较小的特点，因(yin)此(ci)，采(cai)用碳(tan)化(hua)硼磨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)料(liao)进行蓝宝石晶(jing)体(ti)研(yan)(yan)磨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)有利于获得(de)较小的亚表(biao)面损伤(shang)。通常地，业内常使用240＃碳(tan)化(hua)硼研(yan)(yan)磨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)砂(sha)作为磨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)料(liao)，此(ci)类(lei)型(xing)研(yan)(yan)磨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)砂(sha)的粒径为56～64 um。它(ta)们与去离(li)子水形成研(yan)(yan)磨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)浆(jiang)料(liao)，并输(shu)入至研(yan)(yan)磨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)机内进行研(yan)(yan)磨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)。值(zhi)得(de)一提的是，由于碳(tan)化(hua)硼在(zai)600℃以上时，外表(biao)会氧化(hua)成B2O3薄膜，使其发生一定的软化(hua)，因(yin)此(ci)在(zai)磨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)料(liao)应用中并不适(shi)用于温(wen)度(du)过(guo)高(gao)的干磨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)，只适(shi)用于抛光液研(yan)(yan)磨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)。
“黑色钻(zuan)石”碳化硼磨(mo)料粉末(mo)
另(ling)外(wai)的(de)(de)，小编在查阅资料时，在一(yi)(yi)篇专(zhuan)利(li)技术--“一(yi)(yi)种蓝宝石衬底化(hua)(hua)学机械抛(pao)光浆液”中(zhong)看到这样的(de)(de)描(miao)述：发明人经广泛研究发现，采用基材粒子(zi)(zi)表(biao)面(mian)包(bao)覆工艺，在碳化(hua)(hua)硼(peng)表(biao)面(mian)包(bao)覆一(yi)(yi)层粒子(zi)(zi)构成(cheng)复合研磨粒子(zi)(zi)，利(li)用该复合研磨粒子(zi)(zi)制成(cheng)的(de)(de)化(hua)(hua)学机械抛(pao)光浆液，不仅可以(yi)得到极好的(de)(de)蓝宝石表(biao)面(mian)光洁度(du)和全(quan)局平坦(tan)化(hua)(hua)的(de)(de)质(zhi)量(liang)，而且拥有(you)一(yi)(yi)定(ding)的(de)(de)抛(pao)光速率，有(you)望(wang)可以(yi)有(you)效地提高蓝宝石的(de)(de)表(biao)面(mian)质(zhi)量(liang)和加(jia)工效率。
复(fu)(fu)(fu)合(he)研磨粒(li)(li)子(zi)基于(yu)B4C颗(ke)(ke)粒(li)(li)的(de)高(gao)硬度以及表(biao)(biao)面(mian)复(fu)(fu)(fu)合(he)小(xiao)颗(ke)(ke)粒(li)(li)的(de)独特(te)的(de)化(hua)学(xue)活性(xing)，在抛(pao)光过程中，复(fu)(fu)(fu)合(he)粒(li)(li)子(zi)的(de)表(biao)(biao)面(mian)小(xiao)颗(ke)(ke)粒(li)(li)易于(yu)与蓝宝(bao)石表(biao)(biao)面(mian)进行(xing)交联，同时(shi)复(fu)(fu)(fu)合(he)粒(li)(li)子(zi)的(de)高(gao)硬度的(de)B4C核能(neng)够间接地对(dui)衬(chen)底施加物(wu)理作(zuo)用，使交联产(chan)物(wu)能(neng)及时(shi)地脱离衬(chen)底的(de)表(biao)(biao)面(mian)，因此不(bu)仅能(neng)够保(bao)证蓝宝(bao)石在化(hua)学(xue)机械抛(pao)光时(shi)具有(you)一定的(de)抛(pao)光速率(lv)，还(hai)能(neng)有(you)效地避免对(dui)衬(chen)底的(de)划痕(hen)，提高(gao)蓝宝(bao)石抛(pao)后的(de)表(biao)(biao)面(mian)质量。所述的(de)复(fu)(fu)(fu)合(he)研磨粒(li)(li)子(zi)是(shi)由基材粒(li)(li)子(zi)碳化(hua)硼(peng)表(biao)(biao)面(mian)包覆一层粒(li)(li)子(zi)所构(gou)成。其(qi)基材粒(li)(li)子(zi)为(wei)B4C，包覆的(de)粒(li)(li)子(zi)选(xuan)自SiO2、γ-Al2O3、α-Al2O3、CeO2或其(qi)混合(he)物(wu)。
因此，碳化硼除了在(zai)蓝宝石(shi)粗磨(mo)中优(you)势(shi)明显，其与其他研磨(mo)粒子(zi)的复(fu)合粒子(zi)在(zai)提(ti)升提(ti)高蓝宝石(shi)化学机械(xie)抛光表面质量和加工效率也非常值得探索(suo)应用。
编辑：粉体(ti)圈(quan)Alpha
本文(wen)为(wei)粉体圈原创作品，未经(jing)许可，不(bu)得(de)转载，也不(bu)得(de)歪曲、篡改(gai)或复制本文(wen)内容，否则本公司将依法追(zhui)究法律责任。
