LED半導(dǎo)體基片研磨工具制備新方法及其加工機(jī)理研究基本信息

針對(duì)LED芯片用半導(dǎo)體基片加工存在的瓶頸問題，申請(qǐng)項(xiàng)目提出了一種微細(xì)粒度金剛石研磨盤制備新方法，并以單晶SiC和藍(lán)寶石基片材料為加工對(duì)象，深入研究新型研磨盤制備、修整、以及研磨加工過程中的相關(guān)科學(xué)與技術(shù)問題。構(gòu)造并實(shí)施理想研磨條件，揭示兩種半導(dǎo)體材料在該研磨條件下的表現(xiàn)行為與表面生成機(jī)制。研究新型研磨盤的最佳工作狀態(tài)及其在加工過程中的演變規(guī)律。揭示研磨過程中研磨盤/工件界面行為與調(diào)控機(jī)制，建立定量描述新型研磨盤加工單晶SiC和藍(lán)寶石基片材料的模型，為實(shí)現(xiàn)單晶SiC和藍(lán)寶石基片高效低損失加工提供依據(jù)。項(xiàng)目的完成對(duì)推動(dòng)我國LED芯片制造和金剛石工具制造技術(shù)進(jìn)步具有明確的現(xiàn)實(shí)意義。

本項(xiàng)目將根據(jù)微電子和光電子產(chǎn)品制造對(duì)硬脆晶體超薄基片加工精度、加工表面質(zhì)量和加工效率的要求，針對(duì)現(xiàn)有基片薄化加工技術(shù)所存在的加工效率低、成本高、碎片率高和環(huán)境污染等問題，提出微粉金剛石砂輪磨削和耦合能量軟磨料砂輪磨削集成的單工序超精密薄化加工新工藝。重點(diǎn)研究應(yīng)用耦合能量軟磨料砂輪磨削技術(shù)薄化加工硬脆晶體基片過程中的微觀力學(xué)行為、物理化學(xué)效應(yīng)和機(jī)械摩擦作用，分析基片材料去除和表面形成機(jī)理、超薄基片變

研究并首次提出工程陶瓷三種不同類型的材料去除機(jī)理（裂紋擴(kuò)展型與塑性剪切型相結(jié)合的車（銑）磨削材料去除機(jī)理；超聲沖擊及空化作用和高速磨削強(qiáng)制裂紋擴(kuò)展相結(jié)合的材料去除機(jī)理；激光束聚集光能熔融與蒸發(fā)的材料去除機(jī)理），提出了陶瓷材料幾種表面加工基本規(guī)律最佳工藝參數(shù)和探討了影響生產(chǎn)率和表面質(zhì)量的主要因素。在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上開發(fā)了四種加工陶瓷材料的優(yōu)質(zhì)高效率加工工藝，結(jié)果表明，陶瓷材料平面，外圓表面，小孔和次小孔加工的表面質(zhì)量和生產(chǎn)率均完成或超額完成研究計(jì)劃的預(yù)定目標(biāo)，提供了各類樣品，生產(chǎn)率提高勻在五倍以上。發(fā)表了論文九篇，研制成超聲波磨削加工研拋機(jī)各一臺(tái)和工裝二套，前者性能優(yōu)異具有轉(zhuǎn)讓和推廣應(yīng)用的前景。