【技术实现步骤摘要】
本专利技术在机械与化学复合作用的基础上提出光催化辅助化学机械抛光技术对碳化硅晶片进行抛光，具体涉及一种碳化硅抛光装置和工艺。
技术介绍
1、随着单晶碳化硅应用要求的不断提高，使用需求量的不断增加以及制造成本的不断降低，使碳化硅的超精密平坦化技术正朝着操作简单、高效，加工表面质量超精密、低损伤的方向发展。单一的物理作用或是化学作用，己经很难满足工业对碳化硅工件表面的要求。例如，磁流变抛光和离子束抛光等非接触式平坦化技术虽然可以实现平面或是曲面加工，但加工表面存在一定的加工波纹，加工表面粗糙度较大。机械抛光虽然可以通过逐级减小磨料粒度实现碳化硅的纳米级表面，但抛光过程中使用的金刚石磨料会使碳化硅表面残留微划痕和裂纹等损伤。化学反应和机械做功的联合使用不但会给化学工程带来革命性变化，而且也必将给机械工程带来巨大的改变，引领机械工程向更高端的领域发展。机械作用和化学作用的联合使用己是一种发展趋势。该方法减少甚至避免了金刚石磨料的使用，降低了由于机械作用过强而产生的划痕，借助于化学反应作用加快材料的去除，实现碳化硅晶片表面的凸点抛光。
2、目前，同时借助机械和化学复合作用去除碳化硅材料的抛光方法主要有电化学机械抛光、化学机械抛光和等离子体辅助抛光等技术。其抛光过程中的主要化学反应是碳化硅的氧化。化学机械抛光技术抛光后碳化硅表面质量较好，几乎没有损伤层，但材料的去除效率较低;虽然可以通过提高抛光区域的温度提高抛光效率，但会出现抛光液挥发严重、氧化剂快速分解及污染环境等问题。电化学机械抛光技术抛光效率有所提高，但过快的阳极氧化速率
技术实现思路
1、本申请将在机械与化学复合作用的基础上提出光催化辅助化学机械抛光技术对碳化硅晶片进行抛光，本专利技术的目的在于提供一种碳化硅抛光装置和工艺，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种碳化硅抛光装置和工艺，其特征是：该装置包括抛光盘、载物块、led紫外光源、石墨电极和电源，所述的抛光盘上表面设有抛光垫，所述的载样块工作面设有载体薄片，led紫外光源正对抛光盘，石墨电极与载体薄片接触，载体薄片上方还设有抛光液输出管，电源的正极与载物块、抛光液、石墨电极、电源的负极形成一个电流回路。
3、优选的，抛光工艺为:抛光压力为0.025mpa，抛光转速为60r/min，磨料为5wt%二氧化硅，抛光垫为合成纤维聚合物抛光垫。
4、优选的，抛光后，将粘有碳化硅晶片的载物块2放到加热器上加热，待碳化硅晶片22与载物块2完全分离用镊子夹取碳化硅晶片，晶片放入到无水乙醇溶液中超声波清洗20min，然后取出放入去离子水中超声波清洗20min，清洗干净之后，用洁净的干燥空气将碳化硅晶片吹干。
5、优选的，抛光液的配方为:光催化剂为0.75g/l 二氧化钛p25，电子捕获剂过氧化氢浓为0.66mo1/l,电极偏压为1.5v,采用氢氧化钠为ph调节剂，ph值为3，分散剂为10wt%硅溶胶。
6、优选的，一种检验抛光液的装置，包括外罩，磁力搅拌器、led紫外光源、石墨电极和检测电极，所述的磁力搅拌器内盛有抛光液，抛光液内设有两根石墨电极和检测电极，两根石墨电极连接直流电源的正负极，检测电极连接氧化还原电位仪，外罩内壁正上方设有led紫外光源。
7、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
8、本申请专利技术的光催化辅助抛光技术利用纳米光催化剂在紫外光照射下生成经基自由基·oh的强氧化作用氧化碳化硅，避免了传统化学机械抛光存在的抛光液容易失效、腐蚀设备、污染环境、危害人体、等问题。碳化硅具有较大的表面能，机械作用引入的晶格畸变和氧化剂的化学作用是碳化硅氧化的驱动力。在机械作用的促进下碳化硅表面会形成活化层，活化层被经基自由基·oh氧化生成氧化层，磨料的机械摩擦作用将氧化层去除。
9、本申请采用光催化氧化降解抛光液中甲基橙和检测抛光液的氧化还原电位的方法，确定的抛光液的配方为:光催化剂的浓度为0.75g/l，过氧化氢浓度为0.66mo1/l，电压为15v，ph值为3，分散剂为10wt%硅溶胶。采用紫外分光光度仪检测到了二经基苯甲酸捕获经基自由基·oh的中间产物，表明抛光液中含有经基自由基·oh。
10、当抛光压力为0.025mpa，抛光转速为60r/min，磨料为_swt%二氧化硅，抛光垫为合成纤维聚合物抛光垫。采用优化的抛光工艺，可以获得超光滑、低损伤的单晶碳化硅表面，表面粗糙度ra为0.218nm，材料去除率为1.18um/h 。
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1.一种碳化硅抛光装置和工艺，其特征是：该装置包括抛光盘、载物块、紫外光源、石墨电极和电源，所述的抛光盘上表面设有抛光垫，所述的载样块工作面设有载体薄片，紫外光源正对抛光盘，石墨电极与载体薄片接触，载体薄片上方还设有抛光液输出管，电源的正极与载物块、抛光液、石墨电极、电源的负极形成一个电流回路。
2.根据权利要求1所述的一种碳化硅抛光装置和工艺，其特征是：抛光工艺为:抛光压力为0.025MPa，抛光转速为60r/min，磨料为5wt%二氧化硅，抛光垫为合成纤维聚合物抛光垫。
3.根据权利要求2所述的一种碳化硅抛光装置和工艺，其特征是：抛光后，将粘有碳化硅晶片的载物块2放到加热器上加热，待碳化硅晶片22与载物块2完全分离用镊子夹取碳化硅晶片，晶片放入到无水乙醇溶液中超声波清洗20min，然后取出放入去离子水中超声波清洗20min，清洗干净之后，用洁净的干燥空气将碳化硅晶片吹干。
4.根据权利要求1所述的一种碳化硅抛光装置和工艺，其特征是：抛光液的配方为:光催化剂为0.75g/L 二氧化钛P25，电子捕获剂过氧化氢浓为0.66mo1/L,电极偏压为
5.根据权利要求1所述的一种碳化硅抛光装置和工艺，其特征是：一种检验抛光液的装置，包括外罩，磁力搅拌器、LED紫外光源、检测石墨电极和检测电极，所述的磁力搅拌器内盛有抛光液，抛光液内设有两根检测石墨电极和检测电极，两根检测石墨电极连接直流电源的正负极，检测电极连接氧化还原电位仪，外罩内壁正上方设有LED紫外光源。
...【技术特征摘要】
1.一种碳化硅抛光装置和工艺，其特征是：该装置包括抛光盘、载物块、紫外光源、石墨电极和电源，所述的抛光盘上表面设有抛光垫，所述的载样块工作面设有载体薄片，紫外光源正对抛光盘，石墨电极与载体薄片接触，载体薄片上方还设有抛光液输出管，电源的正极与载物块、抛光液、石墨电极、电源的负极形成一个电流回路。
2.根据权利要求1所述的一种碳化硅抛光装置和工艺，其特征是：抛光工艺为:抛光压力为0.025mpa，抛光转速为60r/min，磨料为5wt%二氧化硅，抛光垫为合成纤维聚合物抛光垫。
3.根据权利要求2所述的一种碳化硅抛光装置和工艺，其特征是：抛光后，将粘有碳化硅晶片的载物块2放到加热器上加热，待碳化硅晶片22与载物块2完全分离用镊子夹取碳化硅晶片，晶片放入到无水乙醇溶液中超...
【专利技术属性】
技术研发人员：钟超，贺贤汉，江成陈，
申请(专利权)人：安徽微芯长江半导体材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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