Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6  7  8 | Следующая страница реферата

[pic]

Рис. 5 Калибровка слитка круглым шлифованием: а,б - переферией и торцом круга,1 - ситок, 2 -шлифовальный круг

§ 4. Калибровка слитков

Как правило, калибровку производят способом наружного круглого шлифования алмазными кругами на металлической связке (рис. 5). При этом используют как универсальные круглошлифовальные станки (рис. 5, а), так и специализированные станки (рис. 5, б), позволяющие производить калибровку с малыми радиальными силами резания. Если при калибровке кремниевого слитка на универсальном круглошлифовальном станке глубина нарушенного слоя достигает 150-250 мкм, то применение специализированных станков обеспечивает снижение глубины нарушенного слоя до 50-80 мкм. Калибровку чаще всего проводят в несколько проходов. Сначала за первые черновые проходы снимают основной припуск алмазными кругами зернистостью 160-250 мкм, затем осуществляют чистовую обработку алмазными кругами зернистостью
40-63 мкм.

[pic]

Рис. 6. Примеры взаимного расположения базовых и вспомогательных срезов

на пластинах кремния:

а-КДБ 10 (Ill), б-КЭФ 4,5 (100); в-КЭФ 4.5 (Ill). а-КДБ 10 (100). Д-КЭФ 7,5
(111). е-КЭФ (НИ, ас-КЭФ 0,5 (Ill), з-КЭФ 0.2 (111). н-КЭФ 2 (Ill), к-КЭС

0,01 (111)

После калибровки Цилиндрической поверхности на слитке выполняют базовый и дополнительные (маркировочные) срезы. Базовый срез делают для ориентации и базирования пластин на операциях фотолитографии. Дополнительные срезы предназначены для обозначения кристаллографической ориентации пластин и типа проводимости полупроводниковых материалов. Примеры расположения базовых и дополнительных срезов показаны на рис. 6, а - к. Ширины базового и дополнительных срезов регламентированы и зависят от диаметра слитка.
Базовый и дополнительные срезы изготовляют шлифованием на плоскошлифовальных станках чашечными алмазными кругами по ГОСТ 16172-80 или кругами прямого профиля по ГОСТ 16167-80. Зернистость алмазного порошка в кругах выбирают в пределах 40/28-63/50 мкм. Один или несколько слитков закрепляют в специальном приспособлении,ориентируя необходимую кристаллографическую плоскость параллельно поверхности стола станка. В зону обработки подают смазочно-охлаждающую жидкость (например, воду).

Срезы можно также изготовлять на плоскодоводочных станках с применением абразивных суспензий на основе .порошков карбида кремния или карбида бора с размером зерен 20-40 мкм. Шлифование свободным абразивом позволяет уменьшить глубину нарушенного слоя, но при этом снижается скорость обработки. Поэтому наиболее широко в промышленности распространено шлифование цилиндрической поверхности и срезов алмазными кругами.

После шлифования слиток травят в полирующей смеси азотной, плавиковой и уксусной кислот, удаляя нарушенный слой. Обычно стравливают слой толщиной
0,2-1,0 мм. После калибровки и травления допуск на диаметр слитка составляет 0,5 мм. Например, слиток с номинальным (заданным) диаметром 60 мм может иметь фактический диаметр 59,5-60,5 мм.

§ 5. Разделение полупроводниковых слитков на пластины

Промышленное получение полупроводниковых монокристаллов представляет собой выращивание близких к цилиндрической форме слитков, которые необходимо разделить на заготовки-пластины. Из многочисленных способов разделения слитков на пластины (резка алмазными кругами с внутренней или наружной режущей кромкой, электрохимическая, лазерным лучом, химическим травлением, набором полотен или проволокой, бесконечной лентой и др.) в настоящее время наибольшее применение нашли резка алмазными кругами с внутренней режущей кромкой, набором полотен и бесконечной лентой.

А л м а з н ы й к р у г с в н у т р е н н е й р е ж у щ е й к р о м к о й.

(AКВP) обеспечивает разделение слитков достаточно большого диаметра (до
200 мм) с высокой производительностью, точностью и малыми потерями дорогостоящих полупроводниковых материалов. Круг АКВР представляет собой металлический кольцеобразный корпус толщиной 0,05-0,2 мм, на внутренней кромке которого закреплены алмазные зерна, осуществляющие резание. Корпус изготовляют из высококачественных коррозионно-стойких хромоникелевых сталей с упрочняющими легирующими добавками. В отечественной промышленности для корпусов используют сталь марки 12Х18Н10Т.

Формообразование ленты производят способом холодной прокатки, в результате чего достигается прочность на разрыв до 1760-1960 МПа.
Недостатком холодной прокатки является возникновение у ленты анизотропии механических свойств, что объясняется деформацией и направленной ориентацией зерен, образующих структуру стали. Анизотропия текучести ленты в направлении прокатки и в направлении, перпендикулярном ей, препятствует равномерному натяжению корпуса круга. Уменьшить анизотропию можно совершенствованием исходной структуры стали до прокатки и применением термообработки.

Алмазосодержащий режущий слой на внутренней кромке корпуса формируют гальваностегией. В электролотическую ванну посещают корпуса, защищенные изоляторами по всей поверхности, исключая внутреннюю кромку. Ванну заполняют электролитом и засыпают в нее алмазный порошок требуемой зернистости. При пропускании постоянного электрического тока между анодом и корпусами на внутренней кромке осаждается металлический слой, захватывающий и прикрепляющий к корпусу алмазные зерна. осаждаемый металлический слой называется связкой. Чаще всего это никель или кобальт. Толщина режущей кромки в два-три раза больше толщины корпуса.

Размер алмазных зерен, закрепленных на внутренней кромке, выбирают в зависимости от физико-механических свойств разрезаемого полупроводникового материала (таердости, хрупкости, способности к адгезии, т. е. прилипанию к режущей кромке). Как правило, для резки кремния целесообразно использовать алмазные зерна с размером основной фракции 40-60 мкм. Зерна должны быть достаточно прочными и иметь форму, близкую форме правильных кристаллов.
Германий и сравнительно мягкие полупроводниковые соединения типа А3В5
(арсенид галлия, арсенид индия,антимонид индия, фосфид галлия и др.) целесообразно резать алмазами, размер зерен основной фракции которых 28-40 мкм. Требования к прочности этих зерен не столь высоки, как при резке кремния. Монокристаллы сапфира, корунда, кварца, большинства гранатов разделяют высокопрочными кристаллическими алмазами размер зерен основной фракции которых 80-125 мкм.

В связи с тем что диаметры слитков и механические свойства разрезаемых материалов разнообразны, используют круги АКВР различных типоразмеров.
Характеристики наиболее распространенных из них приведены в табл-З.

Схему резки полупроводникового слитка кругом АК.ВР показана на рис.
22. Круг 1 растягивают и закрепляют на барабане 2, который приводят во вращение вокруг своей оси. Слиток 3 вводят во внутреннее отверстие круга
АКВР на расстояние, равное сумме заданной толщины пластины и ширины пропила. После этого производят прямолинейное перемещение слитка относительно вращающегося круга в результате чего отрезается пластина.

Отрезанная пластина может падать в сборный лоток или же удерживаться после полного прорезания слитка на оправке 4 клеящей мастикой 5. После сквозного прорезания слитка его отводят в исходное положение и круг выходит из образованной прорези. Затем слиток снова перемещают на заданный шаг во внутреннее отверстие круга и повторяют цикл отрезания пластины.

Обязательным условием качественного разделения слитка на пластины является правильная установка и закрепление круга

Т а б л и ц. а 1. Основные технические данные алмазных отреаных кругов с внутренней режущей кромкой

[pic]

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: реферат этикет, план конспект урока, реферати українською.





Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6  7  8 | Следующая страница реферата