The invention discloses a single crystal silicon carbide green and high-efficiency polishing abrasive tool, which comprises the following raw materials: abrasive 48 75%, reinforcing phase 1 2%, dispersant 0.35 0.75%, residual amount of polysaccharide binder. The method for preparing single crystal silicon carbide green and high-efficiency polishing abrasive by the above raw materials includes four steps: mixing, solidification, bonding of abrasives and shaping of abrasives. Suddenly. The invention also discloses a method for polishing monocrystalline silicon carbide: the abrasive contacts with monocrystalline silicon carbide and generates dry friction, and the oxygen partial pressure range of the ambient atmosphere in the friction area is 20 Pa to 100 Pa. Through the technical scheme disclosed by the invention, a green and efficient polishing abrasive tool for monocrystalline silicon carbide with environmental protection, non-toxicity, low production and polishing cost is successfully prepared, and the green and efficient polishing of the surface of monocrystalline silicon carbide can be realized.
【技术实现步骤摘要】
一种单晶碳化硅绿色、高效抛光磨具及其抛光单晶碳化硅的方法
本专利技术涉及单晶碳化硅绿色、高效抛光磨具的制备及抛光方法,尤其涉及的是一种单晶碳化硅绿色、高效抛光磨具及其抛光单晶碳化硅的方法。
技术介绍
碳化硅单晶作为第三代半导体材料,具有高热导率以及优良的电学特性,是制造IGBT等大功率开关器件、超高亮度蓝光/白光LED和激光二极管的理想衬底材料,成为光电行业的关键基础材料之一。碳化硅晶片的加工表面质量决定了衬底上外延层的加工质量,进而影响半导体器件的质量、效率与寿命,因此,碳化硅单晶片要求表面超光滑、无损伤。然而碳化硅单晶的化学稳定性非常高,且莫氏硬度随晶向不同分布在9.2~9.6之间,是一种难加工硬脆材料。如何实现碳化硅单晶材料的高效、无损抛光成为当前超精密加工领域的研究热点。化学机械抛光是当前碳化硅单晶晶片批量抛光的主要方法,其一般采用硬质磨粒与强氧化性抛光液,通过磨粒的机械作用与抛光液的化学作用相协同实现材料的去除。游离磨料CMP可以获得较低的表面粗糙度和较好的表面质量,但存在硬质大颗粒表面损伤、磨料利用率低、抛光均匀性与环境友好性差等问题。使用固着磨料磨具或抛光垫进行固着磨料抛光(FixedAbrasivePolishing,FAP)可有效提高材料去除均匀性。但固结磨料抛光主要依赖金刚石等硬质颗粒的机械作用实现材料去除,其材料去除效率仍较低,且无法避免表面损伤问题。机械化学抛光是利用机械能诱发化学反应和诱导材料组织、结构、性能的改变,通过磨粒与工件之间的机械力化学作用生成硬度较低的反应生成物。再由磨粒将反应生成物刮除,即可实现工件材料的无损伤去除, ...
【技术保护点】
1.一种单晶碳化硅绿色、高效抛光磨具,其特征在于,包括以下重量百分配比的原料:磨料48‑75%、增强相1‑2%、分散剂0.35‑0.75%,余量为多糖结合剂。
【技术特征摘要】
1.一种单晶碳化硅绿色、高效抛光磨具,其特征在于,包括以下重量百分配比的原料:磨料48-75%、增强相1-2%、分散剂0.35-0.75%,余量为多糖结合剂。2.根据权利要求1所述的单晶碳化硅绿色、高效抛光磨具,其特征在于,所述磨料选用粒径为W0.5-W40的单晶三氧化二铝。3.根据权利要求1所述的单晶碳化硅绿色、高效抛光磨具,其特征在于,所述增强相为微晶纤维素、木质纤维素、木质素磺酸钙中的一种或多种组合物。4.根据权利要求1所述的单晶碳化硅绿色、高效抛光磨具,其特征在于,所述分散剂为瓜尔豆胶、黄原胶、魔芋胶、海藻酸钠、精制卡拉胶中的一种或多种组合物。5.根据权利要求1所述的单晶碳化硅绿色、高效抛光磨具,其特征在于,所述多糖结合剂为淀粉或淀粉衍生物。6.根据权利要求5所述的单晶碳化硅绿色、高效抛光磨具,其特征在于,所述淀粉为原淀粉,或原淀粉经过氧化、交联、酯化、接枝、醛化、膨化、预糊化等改性工艺改性后的改性淀粉,或上述原淀粉与其改性淀粉中的一种或多种组合构成的混合物;所述淀粉衍生物包括羧甲基淀粉钠、黄糊精、羟丙基淀粉醚中的一种或多种组合物。7.根据权利要求1-6任一项所述的单晶碳化硅绿色、高效抛光磨具,其特征在于,所述单晶碳化硅绿色、高效抛光磨具的制作方法包括以下步骤:(1)混料:按照重量组分配比,称取多糖结合剂、单晶三氧化二铝磨料、增强相材料粉末混入反应器内,搅拌混料,量取增强相与水搅拌混合形成的增强相水溶液于反应器内均匀混合得到混料;(2)固化:将步骤(1)中的混料倒入模具内,130-160℃下烘烤75-100min,烘烤结束后,得到半固化的磨具,将半固化的磨具从模具中脱模取出,冷冻8-12h后,将半固化的磨具放入恒温恒湿箱中,控制恒温恒湿箱内的温度为35-45℃,湿度为50-90%,干燥24-48h,得到固化的磨具;(3)磨具的粘接:将步骤(2)中固化后的...
【专利技术属性】
技术研发人员:吴喆,吴昊,王纯贤,刘勇,章凯羽,汪嘉恒,
申请(专利权)人:合肥工业大学,
类型:发明
国别省市:安徽,34
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