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碳化硅化学机械抛光中金刚石磨粒与二氧化硅磨粒作用的微观模拟分析
投稿时间:2021-03-02  修订日期:2021-03-26 点击次数: 31
本文作者
孙强 
许竞翔 
卢康 
褚振华 
中文摘要: 碳化硅是一种性能优异的第三代半导体材料,但是由于碳化硅的脆性高、硬度大、具有化学惰性,其加工难度也较大,而化学机械抛光是唯一能够实现全局化抛光的加工方式,对碳化硅的进一步应用至关重要。鉴于化学机械抛光的抛光过程非常复杂,抛光机制未得到充分的解释,尤其是其中的磨粒对抛光过程的影响尚不明确。因此我们将从金刚石、二氧化硅这两种软硬不同的磨粒入手,使用ReaxFF反应力场分子动力学的方法,分别对其如何影响化学机械抛光的机制进行了研究。二氧化硅磨粒在抛光过程中相比金刚石磨粒更容易发生化学反应,所以二氧化硅实现碳化硅表面原子去除的主要方式通过成键-断键使因为氧原子插入而弱化的原子得到去除;金刚石磨粒虽然不容易反应,但在抛光过程中会导致碳化硅表面结构发生变化甚至破坏表面原子结构从而实现表面原子的去除。此外,金刚石磨粒能够使碳化硅表面更多的原子被去除,而二氧化硅则能保证更好的表面质量。
中文关键词: 碳化硅;化学机械抛光;磨粒;分子动力学模拟;去除机制
 
Micro simulation analysis of the interaction between diamond and silica in chemical mechanical polishing of silicon carbide
keywords:silicon carbide; chemical mechanical polishing; abrasive particles; molecular dynamics simulation; removal mechanism

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