晶品技術(shù)部：碳化硅（SiC）是一種具有很強(qiáng)商業(yè)性的半導(dǎo)體材料，也是第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)材料，屬于滿足國家戰(zhàn)略需求并符合國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展所需要的關(guān)鍵材料。但碳化硅晶體具有高硬、高脆、耐磨性好、化學(xué)性質(zhì)極其穩(wěn)定的特點(diǎn)，這使得碳化硅晶片加工變得非常困難。今天的文章我們主要講碳化硅晶片的加工，目前利用金剛石砂輪磨削加工碳化硅是應(yīng)用較為廣泛的一種加工方法。
碳化硅晶片的加工，按照其加工順序，主要經(jīng)歷以下幾個(gè)過程：切割、研磨、粗拋和超精密拋光四個(gè)步驟。
第一步：切割
切割是將SiC晶片沿著一定的方向切割成薄片的過程。將SiC晶片切成翹曲度小，厚度均勻的晶片，目前常規(guī)的切割方式是多線砂漿切割。
第二步：研磨
研磨工藝是去除切割過程中造成碳化硅表面刀紋以及表面損傷層，修復(fù)切割產(chǎn)生的變形。由于SiC的高硬度，研磨過程中必須使用高硬度的磨料（如立方碳化硼或金剛石）研磨SiC切片的表面。
常規(guī)的研磨工藝一般分為粗磨和精磨。
粗磨：主要是去除切割造成的刀痕以及切割引起的變質(zhì)層，使用粒徑較大的磨粒，提高加工效率。
精磨：主要是去除粗磨留下的表面損傷層，改善表面光潔度，并控制表面面形和晶片的厚度，利于后續(xù)的拋光，因此使用粒徑較細(xì)的磨粒研磨。
第三步：粗拋
粗拋主要采用機(jī)械拋光方式，采用更小粒徑的硬磨料，如金剛石砂輪對晶片表面進(jìn)行修整。用來去除研磨過程的殘留應(yīng)力層和機(jī)械損傷層，提高表面平面度及表面質(zhì)量，高效地完成材料去除，為后續(xù)的超精密拋光奠定基礎(chǔ)。
第四步：超精密拋光
經(jīng)傳統(tǒng)粗拋工藝，使用微小粒徑的金剛石砂輪對碳化硅晶片進(jìn)行機(jī)械拋光加工后，晶片表面的平面度大幅改善，但加工表面存在很多劃痕，且有較深的殘留應(yīng)力層和機(jī)械損傷層。為進(jìn)一步提高晶片的表面質(zhì)量，改善表面粗糙度及平整度，使其表面質(zhì)量特征參數(shù)符合后序加工中的精度要求，超精密拋光是碳化硅表面加工工序中非常關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，超精密拋光技術(shù)我就不一一介紹了，今天我們主要介紹如何來選擇金剛石砂輪來磨削碳化硅。
金剛石砂輪主要以金剛石為主要磨料，再由結(jié)合劑結(jié)合成形，結(jié)合劑大致分為四種：陶瓷、金屬、樹脂、電鍍。
可以根據(jù)研磨需要來選擇不同結(jié)合劑的金剛石砂輪，下面是不同結(jié)合劑砂輪的優(yōu)缺點(diǎn)。
1、樹脂結(jié)合劑金剛石砂輪結(jié)合強(qiáng)度弱，因此磨削時(shí)自銳性能好，不易堵塞、磨削效率高、磨削力小、磨削溫度低，缺點(diǎn)是耐磨性較差、磨具損耗大，不適合重負(fù)荷磨削。
2、陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪耐磨性及結(jié)合強(qiáng)度優(yōu)于樹脂結(jié)合劑，切削鋒利、磨削效率高、不易發(fā)熱及堵塞、熱膨脹小、容易控制精度、缺點(diǎn)是磨削表面較粗、成本較高。
3、金屬結(jié)合劑金剛石砂輪結(jié)合強(qiáng)度高、耐磨性好、磨損低、壽命長、磨削成本低、能承受較大負(fù)荷，但自銳性差，易堵塞。
4、電鍍結(jié)合劑砂輪主要用于制造各種不同形狀和規(guī)格，可以制備復(fù)雜形狀磨具，缺點(diǎn)就是不耐磨。
5、磨料粒度對砂輪堵塞及切削量有一定影響，粗砂粒與細(xì)砂粒相比，切入深度大、磨粒切刃磨損增大，反之砂輪易于堵塞。
6、砂輪硬度對堵塞影響較大，硬度高的砂輪導(dǎo)熱系數(shù)高，不利于表面散熱，有利于提高加工精度及耐用度。
6砂輪濃度選擇是重要因素，它對磨削效率及加工成本有很大影響，濃度過低影響效率，反之磨粒易脫落。
金剛石砂輪可用作磨削、拋光、研磨切削等用途。金剛石砂輪不但效率高、精度高，而且磨削后工件表面粗糙度好、砂輪消耗少、使用壽命長，同時(shí)磨削時(shí)也不會產(chǎn)生大量粉塵，改善的工作條件。
金剛石砂輪的用途：用于普通砂輪難以加工的低鐵含量的金屬和非金屬硬脆性材料，如：硬質(zhì)合金、瑪瑙寶石、半導(dǎo)體材料、碳化硅晶體，玻璃、高鋁陶瓷、石材等。
鄭州晶品超硬工具有限公司可根據(jù)客戶要求設(shè)計(jì)和生產(chǎn)各種非標(biāo)金剛石砂輪，主要有端面磨金剛石砂輪，外圓磨金剛石砂輪，金剛石拋光盤，磨球面金剛石砂輪，內(nèi)圓磨金剛石砂輪等。
