研究目的
研究Ga2O3在化学机械抛光过程中的化学辅助抛光机制,以提高抛光效率和表面质量。
研究成果
研究表明,磷酸(H3PO4)比氢氧化钠(NaOH)更有利于氧化镓(Ga2O3)的化学机械抛光(CMP),可使抛光效率提升约20%,并实现0.21纳米的表面粗糙度。X射线光电子能谱(XPS)分析显示,酸性条件与碱性条件下氧化镓表面发生的化学反应存在差异,从而影响了抛光机制。
研究不足
该研究聚焦于H3PO4和NaOH对Ga2O3化学机械抛光的影响,但未探究其他潜在化学试剂。实验条件仅限于特定的pH值和温度范围。
1:实验设计与方法选择:
研究采用H3PO4和NaOH调节Ga2O3化学机械抛光浆料的pH值,随后在H3PO4和NaOH溶液中进行腐蚀测试,利用SEM和XPS评估腐蚀作用对晶体表面的影响。
2:样品选择与数据来源:
通过金刚石线沿(100)晶面切割Ga2O3晶体制备β-Ga2O3 (100)衬底。
3:实验设备与材料清单:
UNIPOL-1502抛光机、Supreme抛光垫、市售硅溶胶(Fuso化学株式会社)、作为pH调节剂的H3PO4和NaOH、INESA PHS-25 pH计、布鲁克Dimension Icon原子力显微镜、珀金埃尔默ICP、FEI Nova NanoSEM 450、赛默飞世尔科技Escalab250Xi(XPS)。
4:赛默飞世尔科技Escalab250Xi(XPS)。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:CMP前先用中性硅溶胶和聚氨酯抛光垫预处理Ga2O3,设定抛光参数,CMP后清洗并测试Ga2O3。
5:数据分析方法:
采用失重法分析Ga2O3材料去除率(MRR),AFM分析表面质量,XPS进行化学成分分析。
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Perkin Elmer ICP
ICP
Perkin Elmer
Used to determine whether Ga2O3 can etch in the H3PO4 solution.
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FEI Nova NanoSEM 450
Nova NanoSEM 450
FEI
Used to test the surface topography of the crystal.
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Thermo Scientific Escalab250Xi
Escalab250Xi
Thermo Scientific
Used for XPS analysis of the chemical composition of the Ga2O3 surface.
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Bruker Dimension Icon AFM
Dimension Icon
Bruker
Used to analyze the surface quality of the crystal.
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UNIPOL-1502 polishing machine
UNIPOL-1502
MTI-KJ Corp., Ltd.
Used for the CMP experiment of Ga2O3.
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Supreme pad
Supreme pad
Nitta Haas Inc.
Used as the polishing pad in the CMP experiment.
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silica sol
NY-13, MT-2, NS-24
Fuso Chemical Co., Ltd.
Used to prepare a slurry for the CMP experiment.
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INESA PHS-25 pH meter
PHS-25
INESA
Used to measure the pH of the slurry.
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