使用反应分子动力学模拟碳化硅的原子去除机理*
2021-01-19苑泽伟唐美玲郎玲琪台立刚高兴军
沈阳工业大学学报 2021年1期
苑泽伟,唐美玲,郎玲琪,台立刚,高兴军
(1. 沈阳工业大学 机械工程学院,沈阳 110870;2. 辽宁石油化工大学 机械工程学院,辽宁 抚顺 113001)
在一些功率器件中,衬底材料需要保证一些基本性能,如较宽的能带隙、优异的导热性、较高的击穿电场和良好的化学稳定性等.因此,作为第三代半导体材料,单晶碳化硅(4H—SiC)受到了高度关注,被广泛应用在高压、高温、高功率、高频率等电子领域[1].
超光滑、无损伤的晶片表面是实现单晶碳化硅上述应用的必要条件.然而,碳化硅高硬度和化学惰性为纳米表面抛光带来了诸多挑战.为了克服碳化硅加工面临的难题,一些学者研究了化学辅助机械的加工方法,如化学机械抛光[2-4]、电化学机械抛光[5-6]和等离子体辅助抛光[7-9]等.这些抛光技术面临着材料去除率低、试剂易挥发、污染环境等问题.光催化辅助抛光是以化学机械抛光为基础、结合光催化氧化技术提出的,借助二氧化钛在光催化条件下产生的具有强氧化性羟基自由基·OH氧化碳化硅表面,并借助磨料的机械运动去除改性层[10].化学反应在光催化辅助抛光工艺中起着非常重要的作用,化学反应的主要反应物是抛光液中的羟基自由基·OH和碳化硅晶片.在光催化辅助抛光碳化硅的过程中,碳化硅表面被氧化剂·OH氧化,形成较软的氧化膜.在磨料的机械作用下,可去除碳化硅氧化膜.此外,·OH具有氧化能力强、无毒和无金属离子污染等优点,是一种很有发展前景的氧化剂.
运……
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