Регистрация / Вход
Прислать материал

Выбор технологических режимов процесса разделения монокристаллов типа А3В5 на пластины

ФИО: Кашкаров Д. В.

Направление: Материаловедение

Научный руководитель: к.ф-м.н., доц. Ежлов Вадим Сергеевич

Институт: Институт новых материалов и нанотехнологий

Кафедра: Кафедра Материаловедения полупроводников и диэлектриков

Академическая группа: ММП-13-1

Современные полупроводниковые приборы и интегральные микросхемы представляют собой чрезвычайно сложные устройства, отдельные компоненты которых имеют размеры не более доли микрометра. Изготовление таких устройств осуществляется на полупроводниковых пластинах. Полупроводниковые пластины характеризуются совершенной атомной структурой и высокой геометрической точностью. В микроэлектронике разработаны оригинальные технологии механической, химической и химико-механической обработки монокристаллических материалов, создано прецизионное оборудование. В процессе обработки и подготовки поверхности полупроводниковых пластин необходимо создание совершенных поверхностей с полным отсутствием нарушенного слоя, минимальной плотностью поверхностных дефектов, дислокаций и т.д. Поверхностные загрязнения должны быть минимальными.

В технологической цепочке получения полированных пластин процесс разделения монокристаллов на пластины является этапом, на котором закладывается основа геометрического и структурного совершенства пластин. Существует несколько способов разделения монокристаллических слитков на пластины. К ним относятся: резка диском с внутренней или внешней режущей кромкой, резка проволокой. В данной работе процесс разделения монокристаллических слитков на пластины осуществлялся методом многопроволочной резки на станке фирмы Takatori модели MWS-45 SN. В процессе резки на слиток подается абразивная суспензия, которая и осуществляет резку. Этот метод позволяет обеспечить наименьшие затраты обрабатываемого материала, и получить обработанные детали с минимальными нарушениями структуры кристалла.

К основным параметрам процесса резания монокристалла на пластины относятся: размер частиц абразивного материала, скорость движения проволоки, угол покачивания шпинделя, натяжение проволоки, скорость подачи рабочего стола, расход абразивной суспензии, температура абразивной суспензии и динамическая вязкость абразивной суспензии. Подбирая и оптимизируя указанные параметры, необходимо обеспечить получение пластин с характеристиками, соответствующими требованиям ТЗ на полированные пластины GaAs. Исследования проводились на монокристаллах диаметром 100 мм – толщиной 280 мкм. Такая толщина была выбрана, исходя из припуска на дальнейшую обработку (шлифование и полирование) пластин. Резанные пластины формировались в партии по 50 шт. Из партии полученных пластин проводилась выборка.

Абразивная суспензия приготавливалась на основе специального носителя (минерального масла) и абразивного порошка. В мировой практике на сегодняшний день для разрезания монокристаллов A3B5 применяется карбид кремния. Размер основной фракции был выбран в пределах 7–12 мкм.

В ходе выполнения данной работы были подобраны режимы резки монокристаллов GaAs на пластины диаметром 100 мм с остаточными нарушениями и профилем поверхности пригодными для дальнейшей обработки.

Работа выполнена на ОАО «Гиредмет» ГНЦ РФ.