N型重掺杂硅微细电火花加工试验研究

摘要

由于半导体材料具有独特的光电性质，在微机电系统领域有着广泛的应用。但是，半导体材料，例如硅，具有硬、脆特性，很难进行机械加工。电火花加工是一种非接触式特种加工方法，与材料的硬脆特性无关。针对N型重掺杂硅的高深宽比微细结构加工需求，本文开展了微细电火花加工试验，主要研究内容如下：
　　1、通过增大工件与夹具的接触面积来减小接触电阻，设计有利于产物排出的阵列线电极，并对工作液循环系统做出改进，从而改善加工过程中的放电状态，提高排屑能力，减小短路、拉弧现象。
　　2、对N型重掺杂硅进行试验研究，比较不同电参数对加工表面及产物的影响。
　　(1)选择不同电参数（空载电压120V、160V，脉宽0.25μs、2.5μs），进行对比试验，并采用SEM方法对工件表面形貌进行表征和分析，研究不同脉冲能量（最小放电脉冲能量约10-7J）对加工表面的影响；比较了不同试验条件下的加工效率及电极损耗情况。
　　(2)通过对放电产物的提纯，进行了不同电参数下放电产物的比较，试验结果表明，随着单个脉冲能量的减小，放电凹坑和产物的尺寸均显著减小，加工表面质量有所提高。

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第一章 绪论

1.1引言

1.2半导体加工研究现状

1.3微细放电加工电极材料蚀除机理

1.4课题来源及主要研究内容

第二章 工艺试验系统介绍及方案设计

2.1掺杂硅材料简介

2.2试验系统的建立

2.3电极材料的选择及电极的设计

2.4试验方案及进电方式简介

2.5本章小结

第三章 工艺试验及结果分析

3.1电火花加工参数的设定

3.2 N型重掺杂硅放电加工试验结果及分析

3.3本章小结

第四章 工件蚀除产物对放电加工状态的影响

4.1产物中硅颗粒的提纯工艺研究

4.2不同电参数下硅颗粒分析

4.3本章小结

第五章 总结与展望

5.1论文完成的主要工作

5.2后续研究工作展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文