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铌酸锂晶体由于其优良的铁电、压电、电光、非线性光学性能而用途广泛。随着器件的发展,对材料的内在质量及加工要求也越来越高,传统铌酸锂晶体的抛光主要是以金刚石研磨膏为磨料的机械抛光方法,这种抛光方法由于磨料硬及分散不均匀等原因造成晶片抛光后存在大量的划伤、抛光雾等表面质量问题,从而限制了铌酸锂晶体的应用。研究如何取得高质量的抛光表面是摆在人们面前的重要课题。化学机械抛光方法在半导体行业发展迅速,并且可以取得全局平面化。为此我们利用化学机械抛光方法对铌酸锂晶片抛光进行了研究,并主要取得如下结果:
1)对大直径铌酸锂晶片进行了有蜡粘接工艺实验,通过改变工艺参数,得到了粘接均匀无气泡的3英寸铌酸锂粘接晶片。
2)建立了修正环型抛光系统中铌酸锂晶片化学机械抛光的基本模型。
3)对铌酸锂晶片抛光的化学抛光液进行了研究。通过改变配方,制取了适合于大直径铌酸锂晶片的抛光液。实验表明,抛光速率适中,效果较好。
4)优化了化学机械抛光系统的工艺参数,对3英寸铌酸锂晶片进行了抛光,并得到了平面面形误差小于4μm,表面粗糙度Ra为3.87(A)的抛光片。
5)讨论了铌酸锂化学机械抛光的机理。铌酸锂晶片的抛光过程是以机械摩擦为主(物理过程),伴随着化学反应(化学过程)的发生,两个过程共同作用于晶片表面,反应物质在摩擦力的作用及抛光液的输运下离开晶片表面,从而达到抛光的目的。