1.GaAs Crystal Wafer [44]. Consider

1.
GaAs Crystal Wafer [44]. Considering the common points in the conventional slurries applied so far to the GaAs crystals, it has been revealed that slurries are oxidizing agents containing either Na or Br. The research has shown sodium bromate (NaBrO2), which is inexpensive and used as a desizing agent for fiber processing and as a slime control agent for industrial water, does not produce a toxic gas, and its oxidization action is mild.
When disk-type chemical polishing was carried out only with NaBrO2 solution, reaction products partially left a film, while a smooth mirror-like surface was obtained.
Furthermore, when fine particles are mixed in, the reaction products are positively wiped off, thus achieving a high efficiency. Figure 6.35 shows the mechanochemical polishing rate of GaAs crystals with the slurry of NaBrO2 solution (0.6% of NaOH included) to which the DN agent and SiO2 fine particles were added. As expected, the removal rate increases as the size of SiO2 particles become large. With this mixed slurry applied to the polishing of a GaAs wafer, a surface toughness Rz of below 10 was obtained as shown in Figure 6.36.

Figure 6.35.
Relation between SiO2 particle size, polishing rate, and surface roughness when using β-slurry (Specimen: GaAs)
Figure options

Figure 6.36.
Comparison of surface roughness by the new polishing slurry (γ-Slurry): (C4H9)4N BrO2 solution + SiO2: (a), with cloven surface, (b) specimen: GaAs
Figure options
Based on these polishing characteristics, the processing mechanism is as follows.
•
Both Ga and As are oxidized by the NaBrO2 solution and produce gallium Oxide (Ga2O3) and diarsenic pentoxide (As2O5) as a reaction product, respectively.
equation(6.5)
2GaAs+4NaBrO2→Ga2O3+As2O5+4NaBr
Turn MathJaxon

•
Immediately after the As2O5 is produced, it is converted into sodium arsenate (Na3AsO4) by NaOH.
equation(6.6)
As2O5+6NaOH→2Na3AsO4+3H2O
Turn MathJaxon

•
Ga2O3 becomes gallium hydroxide Ga(OH)3 by alkali hydroxide.
equation(6.7)
Ga2O3+6OH→2Ga 3(OH)+3O2−
Turn MathJaxon

This Ga(OH)3 easily dissolves in sodium hydroxide.
•
During these reactions (6.5), (6.6) and (6.7) and while surface activity penetration function is working, the chemical actions are further accelerated by the mechanical action of the added fine particles and the frictional exoergic reaction with the processing surface.
From this processing mechanism of GaAs, a slurry with an oxidant to which a small quantity of alkali hydroxide is added is basically effective for the mechanochemical polishing of GaAs crystals. Achieving high-quality surfaces by adding a DN agent with a surface penetration function allows for removal of the reaction products (films, stains) from the surfaces.
An experimental polishing of GaAs has been made using as a slurry an oxidant H2O2 with a small quantity of NaOH. Figure 6.37 is an example of the processing characteristics with a H2O2 – NaOH type solution to which a DN agent is added. Maximum removal rate is given at about pH = 10. Thus, similar removal rate and surface quality to those of NaBrO2-type solutions have been obtained. However, although SiO2 fine particles are added, the increase of the removal rate will not be as remarkable as that of NaBrO2 solution, presumably because reaction products are not formed on the surfaces as solidly as NaBrO2-type solutions.

Figure 6.37.
Example of polishing characteristics of GaAs using a slurry containing H2O2 (oxidizing agent), NaOH (alkali), and DN agent (nonionic solvent)
Figure options
2.
CdTe Crystal Wafer [45]. CdTe crystals are compound semiconductors belonging to the II–VI group while GaAs crystals belong to the III–V group. CdTe has come into focus particularly as an infrared/radiation detector, light emitting diode, and a solar battery substrate. CdTe crystals, like GaAs crystals, have a marked cleavage and are soft (Mohs hardness of GaAs and CdTe is 4.5 and 2.8, respectively).
When establishing a selection guide of polishing slurries for CdTe crystals based on the processing mechanism of CaAs crystals, processing solutions that oxidize CdTe surfaces are required. An assumption was made to remove (with a polisher or fine particles) the oxide, like CdTeO3, formed by such a processing solution.
Figure 6.38 indicates the removal rate of the CdTe crystals when the oxidizing bleaching agent that is harmless and commonly used at home is primarily used; it clearly shows the effect of the oxidizing bleaching agent and fine particles (SiO2). Through the microscopic observation of the processed surfaces, it has been found that more uniform surfaces were produced when DN added-polishing slutty was used as in the mechanochemical polishing of GaAs wafers. However, its effect is not as obvious as that of GaAs crystals. The surface roughness Ry was below 2 nm, which means that better surface roughness has been efficiently obtained when compared to the conventional polishing slurry.

Figure 6.38.
Polishing rate by various slurries (Workpiece: CdTe)
Figure options
From the processing experiments of CdTe crystals and the results of its chemical analysis, the following will be drawn as a processing mechanism to the mechanochemical polishing of CdTe crystals.
First, by creating an atmosphere that makes the CdTe surface easily oxidized by a DN agent, and finally some kind of reaction product is deposited on the surface. Then, oxide films or reaction products deposited on the surface are mechanically removed by abrasive grains or a polisher. By repeating these processes, a high-quality surface is produces.
We have discussed the processing mechanism of GaAs and CdTe crystals for compound semiconductors and drew a conclusion that its processing mechanism is basically the same as that of the mechanochemical polishing of Si crystals.
Colloidal Silica Polishing
Basic Processing Characteristics
Table 6.7 shows an example of the composition and properties of colloidal silica. In this alkaline solution (pH 9.5–10.5), SiO2 fine particles (of ϕ100∼200 Å) are suspended by 50 wt%. In general, gelling of colloidal silica is controlled by the addition of alcohol. By the addition of salt, like sodium sulfate (Na2SO4), gelling is accelerated.
Table 6.7.
Composition of Colloidal Silica and its Characteristics (for the First Polishing)
SiO2 content 50 wt% (ϕ 100∼200 Å)
NaO2 content below 0.4
Hydrogen ion exponent (pH) 10.8∼11.2
Particle diameter (at 20°C) below 25 CP
Specific gravity (at 20°C) 1.36∼1.40
Appearance transparent milky colloidal solution
Freezing point 0°C
Stability semipermanent
TEM photo of colloidal silica
(transmission electron microscope)
Table options
The relationship between the processing pressures and the removal rates of polishing are shown inFigure 6.39, using colloidal silica on a variety of single crystals such as GGG, LiTaO3, Si, and sapphire, which are chemically and mechanically stable. Removal rates of all crystals increase in proportion to the increase of processing pressures; particularly high pressures were needed for the hard sapphire single crystals.

Figure 6.39.
Relation between polishing pressure and polishing rate of various single crystals using colloidal silica
Figure options
Referring to the removal rate shown in Figure 6.35 as a parameter, the relation between Vickers hardness of several crystal and processing pressures necessary to obtain a given constant removal rate is illustrated inFigure 6.40. In the case of Si single crystal recognized clearly as affected by the chemical action of the alkaline solution, the stock of removal in the figure is considerably off the straight line, achieving as a sequence a high removal rate at low polishing pressure. For the rest of the crystals, the polishing pressure P (kg/mm2) necessary to obtain the removal rate V (μm/h) is expressed in the following equation.
equation(6.8)
P=104exp (K1•HV)
Turn MathJaxon

where K1 is a constant determined by the processing conditions and HV is Vickers hardness (kg/mm2). The constant K1 can be obtained with the equation, K1 = 2 × 10-4V + 1.4 × 10−3, and when its relation is substituted for the equation (6.8), it will be expressed as:
equation(6.9)

Turn MathJaxon


Figure 6.40.
Relation between necessary processing pressure and Vickers hardness of various kinds of crystals

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

1GaAs คริสตัล Wafer [44] พิจารณาจุดทั่วไปใน slurries ธรรมดากับจน GaAs ผลึก มันได้ถูกเปิดเผยว่า slurries จะรับอิเล็กตรอนประกอบด้วยนาหรือ Br. ตัวแทน การวิจัยได้แสดงโซเดียม bromate (NaBrO2), ซึ่งมีราคาไม่แพง และใช้ เป็นตัวแทน desizing สำหรับการประมวลผลใย และ เป็นตัวแทนควบคุมน้ำเมือกน้ำอุตสาหกรรม ผลิตก๊าซพิษ และการกระทำของ oxidization เป็นอ่อนเมื่อดิสก์ชนิดสารเคมีขัดได้ ด้วยโซลูชั่น NaBrO2 ปฏิกิริยาผลิตภัณฑ์บางส่วนเหลือภาพยนตร์ ในขณะที่ผิวเรียบเช่นกระจกได้รับการนอกจากนี้ เมื่อผสมละอองใน ผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาเป็นบวกเช็ดออก จึง บรรลุประสิทธิภาพสูง รูปที่ 6.35 แสดงอัตรา GaAs เพิ่มผลึก ด้วยสารละลายของ NaBrO2 (0.6% ของ NaOH รวม) ซึ่งตัวแทน DN และ SiO2 ปรับอนุภาคขัด mechanochemical ตามที่คาดไว้ อัตราการกำจัดเพิ่มขึ้นตามขนาดของอนุภาค SiO2 เป็นใหญ่ พร้อมนี้ผสมสารละลายกับขัด GaAs wafer นึ่งที่ผิว Rz ของด้านล่าง 10 ถูกรับดังแสดงในรูปที่ 6.36 รูปที่ 6.35 ความสัมพันธ์ระหว่างขนาดอนุภาคของ SiO2 ขัด และอัตราความหยาบผิวเมื่อใช้สารละลายβ (ตัวอย่าง: GaAs)ตัวเลือกรูป รูปที่ 6.36 เปรียบเทียบความหยาบพื้นผิวด้วยสารละลายขัดใหม่ (γ-น้ำ): BrO2 4N (C4H9) โซลูชั่น + SiO2: (ก) กับผิว cloven, (ข) ตัวอย่าง: GaAsตัวเลือกรูปขึ้นอยู่กับลักษณะเหล่านี้ขัด กลไกประมวลผลได้ดังนี้•ทั้ง Ga และเป็นออกซิไดซ์ โดยการแก้ปัญหา NaBrO2 และผลิตแกลเลียมออกไซด์ (Ga2O3) และ diarsenic pentoxide (As2O5) เป็นผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยา ตามลำดับequation(6.5)2GaAs + 4NaBrO2→Ga2O3 + As2O5 + 4NaBrเปิด MathJaxon •ทันทีหลังจากที่ผลิต As2O5 มันจะถูกแปลงเป็น arsenate โซเดียม (Na3AsO4) ด้วย NaOHequation(6.6)As2O5 + 6NaOH→2Na3AsO4 + 3H2Oเปิด MathJaxon •Ga2O3 กลายเป็น ไฮดรอกไซด์แกลเลียม Ga (OH) 3 โดยด่างไฮดรอกไซด์equation(6.7)Ga2O3 + 6OH→2Ga (OH) 3 + 3O2−เปิด MathJaxon ง่าย ๆ นี้ Ga (OH) 3 ละลายในโซเดียมไฮดรอกไซด์•ในระหว่างนี้ปฏิกิริยา (6.5), (6.6) และ (6.7) และในขณะทำงานฟังก์ชันเจาะผิวกิจกรรม การกระทำสารเคมีจะเร่งเพิ่มเติม โดยการกระทำทางกลของละอองเพิ่มและปฏิกิริยา exoergic frictional ด้วยพื้นผิวการประมวลผลสารละลายกับอนุมูลอิสระจะเพิ่มปริมาณของด่างไฮดรอกไซด์ซึ่งจะไม่มีประสิทธิภาพโดยทั่วไปสำหรับขัด mechanochemical ของ GaAs ผลึกจากกลไกนี้การประมวลผลของ GaAs ให้บรรลุคุณภาพพื้นผิว โดยการเพิ่มตัวแทน DN ด้วยฟังก์ชันเจาะพื้นผิวสำหรับปฏิกิริยาผลิตภัณฑ์ (ฟิล์ม คราบ) จากพื้นผิวการทดลองขัดของ GaAs ได้ด้วยเป็นสารละลายมีอนุมูลอิสระ H2O2 ปริมาณ NaOH 6.37 รูปเป็นตัวอย่างของลักษณะการประมวลผลด้วย H2O2 – NaOH ชนิดโซลูชันที่เพิ่มตัวแทน DN อัตราสูงสุดเอาของได้ที่เกี่ยวกับ pH = 10 ดังนั้น เหมือนเอาอัตราและคุณภาพผิวที่ชนิด NaBrO2 โซลูชั่นได้ถูกรับ อย่างไรก็ตาม แม้ว่าละออง SiO2 เพิ่ม เพิ่มอัตราการกำจัดจะไม่ได้โดดเด่นเป็นที่รวมของโซลูชั่น NaBrO2 สันนิษฐานว่าเนื่องจากผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาจะไม่เกิดขึ้นบนพื้นผิวอย่างสมบูรณ์เป็นชนิด NaBrO2 โซลูชั่น รูป 6.37 ตัวอย่างของลักษณะของการใช้สารละลายที่ประกอบด้วย H2O2 GaAs ขัด (ตัวรับอิเล็กตรอน), NaOH (ด่าง), และ DN แทน (nonionic ตัวทำละลาย)ตัวเลือกรูป2CdTe คริสตัล Wafer [45] ผลึก CdTe ผสมอิเล็กทรอนิกส์ของกลุ่ม II – VI ขณะ GaAs ผลึกอยู่ในกลุ่ม III – V ได้ CdTe มาจุดโดยเฉพาะอย่างยิ่งเป็นการ/รังสีอินฟราเรดตรวจจับ อ่อน emitting ไดโอด และพื้นผิวแบบแบตเตอรี่พลังแสงอาทิตย์ ผลึก CdTe เช่น GaAs ผลึก ปริเครื่อง และนุ่ม (ความแข็งโมห์ส GaAs และ CdTe เป็น 2.8 และ 4.5 ตามลำดับ)เมื่อสร้างคู่มือเลือกของขัด slurries สำหรับยึดกลไกประมวลผลของ CaAs ผลึกผลึก CdTe ประมวลผลโซลูชั่นที่ออกซิไดซ์ CdTe ผิวจำเป็นต้องใช้ อัสสัมชัญที่ทำการเอาออก (พร้อมการขัดเงาหรือละออง) ออกไซด์ เช่น CdTeO3 เกิดขึ้น โดยการแก้ไขการประมวลผลดังกล่าวรูปที่ 6.38 แสดงอัตราเอาผลึก CdTe เมื่อรับอิเล็กตรอนที่ฟอกสีตัวแทนที่ไม่เป็นอันตราย และใช้ทั่วไปที่ใช้เป็นหลัก นอกจากนี้มันชัดเจนแสดงผลของการรับอิเล็กตรอนที่ฟอกสีแทนและละออง (SiO2) โดยสังเกตด้วยกล้องจุลทรรศน์พื้นผิวการประมวลผล จะพบว่า ถูกผลิตขึ้นรูปพื้นผิวเมื่อ DN เพิ่มขัด slutty ถูกใช้ในการขัด mechanochemical ของ GaAs รับ อย่างไรก็ตาม มีผลไม่ได้ชัดเจนว่าเป็นของ GaAs ผลึก ความหยาบผิวที่แห้งไม่ต่ำกว่า 2 nm ซึ่งหมายความว่าดีกว่า พื้นผิวความหยาบได้อย่างมีประสิทธิภาพรับเมื่อเทียบกับน้ำขัดทั่วไป รูปที่ 6.38 อัตราต่าง ๆ slurries ขัด (เทคโนโลยี: CdTe)ตัวเลือกรูปจากทดลองประมวลผลผลึก CdTe และผลลัพธ์ของการวิเคราะห์ทางเคมี ต่อไปนี้จะวาดเป็นกลไกกระบวนการขัด mechanochemical ของผลึก CdTeครั้งแรก โดยการสร้างบรรยากาศที่ทำให้ CdTe ผิวออกซิไดซ์ โดยตัวแทน DN ง่าย และสุดท้าย ส่งผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาบางชนิดบนผิว แล้ว ฟิล์มออกไซด์หรือฝากบนพื้นผิวผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยามีกลไกลบ abrasive ธัญพืชหรือการขัดเงา โดยการทำซ้ำกระบวนการเหล่านี้ พื้นผิวคุณภาพสูงเป็นผลิตผลเราได้กล่าวถึงระบบการประมวลผลของ GaAs และผลึก CdTe สำหรับผสมอิเล็กทรอนิกส์ และวาดสรุปกลไกการประมวลผลว่าโดยทั่วไปเหมือนกับการขัด mechanochemical ของผลึก Siซิลิก้า colloidal ขัดประมวลผลเบื้องต้นตารางที่ 6.7 แสดงตัวอย่างขององค์ประกอบและคุณสมบัติของซิลิก้า colloidal ในโซลูชันนี้ด่าง (ค่า pH 9.5-10.5), SiO2 ละออง (ของ ϕ100∼200 Å) ถูกระงับ โดย 50 wt % ทั่วไป gelling ของซิลิก้า colloidal ควบคุมด้านนอกของแอลกอฮอล์ โดยการเพิ่มเกลือ เช่นโซเดียมซัลเฟต (Na2SO4), gelling ได้เร่งตาราง 6.7องค์ประกอบของซิลิก้า Colloidal และลักษณะของ (สำหรับแรกขัด)SiO2 เนื้อหา 50 wt % (ϕ 100∼200 Å)เนื้อหา NaO2 ต่ำกว่า 0.4ไฮโดรเจนไอออน (pH) ยก 10.8∼11.2เส้นผ่านศูนย์กลางอนุภาค (ที่ 20° C) ด้านล่าง 25 CPความถ่วงจำเพาะที่ 20° C) 1.36∼1.40ลักษณะโปร่งใสนม colloidal โซลูชันจุดเยือกแข็ง 0° Cความมั่นคง semipermanentยการรูปของซิลิก้า colloidal (ส่งกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน) ตัวเลือกตารางมีแสดงความสัมพันธ์ระหว่างความดันของการประมวลผลและราคาเอาการขัด inFigure 6.39 ใช้ซิลิก้า colloidal หลากหลายผลึกเดียวเช่น GGG, LiTaO3 ซี และแซ ฟไฟร์ ซึ่งเป็นสารเคมี และกลไกมีเสถียรภาพ เอาราคาของผลึกทั้งหมดเพิ่มสัดการเพิ่มขึ้นของความดัน การประมวลผล ความดันสูงโดยเฉพาะอย่างยิ่งจำเป็นสำหรับผลึกเดียวแซฟไฟร์หนัก รูปที่ 6.39 ความสัมพันธ์ระหว่างความดันขัด และขัดของผลึกเดี่ยวต่าง ๆ ที่ใช้ซิลิก้า colloidalตัวเลือกรูปอ้างอิงอัตราลบที่แสดงในรูปที่ 6.35 เป็นพารามิเตอร์ ความสัมพันธ์ระหว่างความแข็งวิกเกอร์สของคริสตัลหลายและประมวลผลความดันต้องรับเอาให้คงที่อัตราจะ inFigure คู่มือ 6.40 ในกรณีที่รับรู้อย่างชัดเจนตามที่ได้รับผลกระทบ โดยการกระทำทางเคมีของละลายด่างคริสตัล การเดียวศรีหุ้นลบในภาพมากปิดอยู่เส้นตรง บรรลุเป็นลำดับอัตราสูงเอาที่ความดันต่ำขัด สำหรับส่วนเหลือของผลึก ดันขัด P (กก./มม 2 ได้ภาย) จำเป็นต้องได้รับอัตราเอา V (μm h) จะแสดงในสมการต่อไปนี้equation(6.8)P = 104exp (K1•HV)เปิด MathJaxon ซึ่ง K1 คือ ค่าคงถูกกำหนด โดยเงื่อนไขการประมวลผล และ HV มีความแข็งวิกเกอร์ส (กก./มม 2 ได้ภาย) ค่าคง K1 ได้ ด้วยสมการ K1 = 2 × 10-4V + 1.4 × 10−3 และเมื่อความสัมพันธ์ของได้แทนในสมการ (6.8), มันจะแสดงเป็น:equation(6.9) เปิด MathJaxon รูปที่ 6.40 ความสัมพันธ์ระหว่างความดันประมวลผลที่จำเป็นและความแข็งวิกเกอร์สของผลึกชนิดต่าง ๆ

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

1.
GaAs คริสตัลเวเฟอร์ [44] พิจารณาจุดที่พบบ่อยใน slurries ธรรมดาที่ใช้เพื่อให้ห่างไกลกับผลึก GaAs จะได้รับการเปิดเผยว่าจะมีการ slurries ตัวแทนออกซิไดซ์ที่มีทั้งนาหรือ Br การวิจัยได้แสดงให้เห็นโบรเมตโซเดียม (NaBrO2) ซึ่งมีราคาไม่แพงและใช้เป็นตัวแทน desizing สำหรับการประมวลผลเส้นใยและเป็นตัวแทนการควบคุมน้ำเมือกน้ำอุตสาหกรรมไม่ได้ผลิตก๊าซที่เป็นพิษและการกระทำออกซิเดชันของมันคืออ่อน.
เมื่อดิสก์ประเภท ขัดเคมีได้ดำเนินการเฉพาะกับการแก้ปัญหา NaBrO2 ผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาบางส่วนที่เหลือภาพยนตร์ในขณะที่พื้นผิวกระจกเหมือนเรียบได้.
นอกจากนี้เมื่ออนุภาคมีการผสมในผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาจะเช็ดออกในเชิงบวกจึงบรรลุที่มีประสิทธิภาพสูง รูปที่ 6.35 แสดงให้เห็นถึงอัตราการขัด mechanochemical ของผลึก GaAs กับสารละลายของการแก้ปัญหา NaBrO2 (0.6% ของ NaOH รวม) ซึ่งตัวแทน DN และ SiO2 อนุภาคที่ถูกเพิ่ม เป็นที่คาดหวังอัตราการเพิ่มขึ้นของขนาดของอนุภาค SiO2 กลายเป็นขนาดใหญ่ ด้วยสารละลายผสมนี้นำไปใช้ขัดเวเฟอร์ GaAs, ความเหนียวของผิว Rz ต่ำกว่า 10 ที่ได้รับตามที่แสดงในรูปที่ 6.36. รูปที่ 6.35. ความสัมพันธ์ระหว่าง SiO2 ขนาดอนุภาคอัตราการขัดและพื้นผิวที่ขรุขระเมื่อใช้สารละลาย-β (ตัวอย่าง : GaAs) ตัวเลือกรูปที่รูปที่ 6.36. การเปรียบเทียบความขรุขระของผิวโดยสารละลายขัดใหม่ (γ-ถนนลาดยาง): (C4H9) 4N แก้ปัญหา BrO2 + SiO2 (ก) ที่มีพื้นผิวเป็นกีบ (ข) ตัวอย่าง: GaAs ตัวเลือกรูปที่อยู่บนพื้นฐานของ ลักษณะขัดเหล่านี้กลไกการประมวลผลเป็นดังนี้. • ทั้งจอร์เจียและในฐานะที่ได้รับการออกซิไดซ์โดยวิธีการแก้ปัญหา NaBrO2 และผลิตแกลเลียมออกไซด์ (Ga2O3) และ diarsenic pentoxide (As2O5) เป็นผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาตามลำดับ. สมการ (6.5) 2GaAs + 4NaBrO2 → Ga2O3 + + As2O5 4NaBr เปิด MathJaxon • ทันทีหลังจาก As2O5 ผลิตก็จะถูกแปลงเป็นโซเดียมสารหนู (Na3AsO4) โดย NaOH. สมการ (6.6) As2O5 + 6NaOH → 2Na3AsO4 + 3H2O เปิด MathJaxon • Ga2O3 กลายเป็นไฮดรอกไซ Ga แกลเลียม (OH) 3 โดยไฮดรอกไซด่าง. สมการ (6.7) Ga2O3 + 6OH → 2GA 3 (OH) + 3O2- เปิด MathJaxon นี้ Ga (OH) 3 ได้อย่างง่ายดายละลายในโซดาไฟ. • ในช่วงปฏิกิริยาเหล่านี้ (6.5) (6.6) และ (6.7) และ ในขณะที่ฟังก์ชั่นการเจาะพื้นผิวกิจกรรมคือการทำงานการกระทำของสารเคมีเร่งต่อไปโดยการกระทำทางกลของการเพิ่มอนุภาคและปฏิกิริยา exoergic เสียดทานที่มีพื้นผิวการประมวลผล. จากกลไกการประมวลผลของ GaAs, สารละลายที่มีสารต้านอนุมูลอิสระที่มีปริมาณขนาดเล็ก ไฮดรอกไซด่างจะมีการเพิ่มประสิทธิภาพเป็นพื้นสำหรับขัด mechanochemical ของผลึก GaAs บรรลุพื้นผิวที่มีคุณภาพสูงโดยการเพิ่มตัวแทน DN กับฟังก์ชั่นการเจาะพื้นผิวช่วยให้การกำจัดของผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยา (ภาพยนตร์คราบ) จากพื้นผิว. ขัดทดลอง GaAs ได้รับการทำโดยใช้เป็นสารละลาย H2O2 อนุมูลอิสระที่มีปริมาณน้อย ของ NaOH รูปที่ 6.37 เป็นตัวอย่างของลักษณะการประมวลผลที่มี H2O2 - NaOH แก้ปัญหาชนิดที่เป็นตัวแทน DN ถูกเพิ่ม อัตราการกำจัดสูงสุดจะได้รับประมาณค่า pH = 10 ดังนั้นอัตราการกำจัดที่คล้ายกันและพื้นผิวที่มีคุณภาพให้กับผู้ที่ของการแก้ปัญหา NaBrO2 ชนิดได้รับ อย่างไรก็ตามแม้ว่าอนุภาค SiO2 มีการเพิ่มการเพิ่มขึ้นของอัตราการกำจัดจะไม่เป็นที่โดดเด่นเป็นที่ของการแก้ปัญหา NaBrO2 คงเพราะผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาจะไม่ได้เกิดขึ้นบนพื้นผิวเป็นอย่างสมบูรณ์เป็นโซลูชั่น NaBrO2 ชนิด. รูปที่ 6.37. ตัวอย่างของการขัด ลักษณะของ GaAs โดยใช้สารละลายที่มี H2O2 (ออกซิไดซ์) NaOH (ด่าง) และตัวแทน DN (ตัวทำละลายไม่มีประจุ) ตัวเลือกรูปที่2. CdTe คริสตัลเวเฟอร์ [45] ผลึก CdTe เซมิคอนดักเตอร์มีสารประกอบที่เป็นของกลุ่ม II-VI ในขณะที่ผลึก GaAs อยู่ในกลุ่ม III-V CdTe ได้เข้ามาในโฟกัสโดยเฉพาะอย่างยิ่งอินฟราเรด / เครื่องตรวจจับรังสีไดโอดเปล่งแสงและพื้นผิวแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ ผลึก CdTe เช่นผลึก GaAs มีความแตกแยกการทำเครื่องหมายและจะอ่อน (ความแข็งของ GaAs และ CdTe คือ 4.5 และ 2.8 ตามลำดับ). เมื่อการสร้างคู่มือการเลือก slurries ขัดผลึก CdTe ขึ้นอยู่กับกลไกการประมวลผลของผลึก CAAS การประมวลผล โซลูชั่นที่ออกซิไดซ์พื้นผิว CdTe จะต้อง สมมติฐานที่ถูกสร้างขึ้นมาเพื่อลบ (ด้วยการขัดหรืออนุภาคเล็ก) ออกไซด์เช่น CdTeO3 ที่เกิดขึ้นจากการประมวลผลการแก้ปัญหาดังกล่าว. รูปที่ 6.38 แสดงให้เห็นอัตราการกำจัดของผลึก CdTe เมื่อสารฟอกขาวออกซิไดซ์ที่เป็นอันตรายและที่ใช้กันทั่วไปที่บ้าน คือใช้เป็นหลัก; มันแสดงให้เห็นชัดเจนถึงผลกระทบของสารฟอกขาวออกซิไดซ์และอนุภาค (SiO2) ผ่านกล้องจุลทรรศน์ของพื้นผิวการประมวลผลที่จะได้รับพบว่าพื้นผิวที่สม่ำเสมอเมื่อมีการผลิตเพิ่ม DN ขัดเท่ถูกนำมาใช้ในขณะที่ขัด mechanochemical เวเฟอร์ GaAs แต่ผลของมันไม่ได้เป็นอย่างที่เห็นได้ชัดว่าเป็นของผลึก GaAs พื้นผิวที่ขรุขระ Ry ต่ำกว่า 2 นาโนเมตรซึ่งหมายความว่าพื้นผิวที่ขรุขระที่ดีกว่าได้รับได้อย่างมีประสิทธิภาพเมื่อเทียบกับสารละลายขัดธรรมดา. รูปที่ 6.38. ขัดอัตรา slurries ต่างๆ (ชิ้นงาน: CdTe) ตัวเลือกรูปจากการทดลองการประมวลผลของผลึกและ CdTe ผลของการวิเคราะห์ทางเคมีของมันต่อไปนี้จะได้รับการวาดเป็นกลไกการประมวลผลเพื่อขัด mechanochemical ของผลึก CdTe. ครั้งแรกโดยการสร้างบรรยากาศที่ทำให้พื้นผิว CdTe ออกซิไดซ์ได้อย่างง่ายดายโดยตัวแทน DN และในที่สุดชนิดของผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาบางอย่าง วางลงบนพื้นผิว จากนั้นฟิล์มออกไซด์หรือผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาฝากบนพื้นผิวจะถูกลบออกโดยอัตโนมัติจากธัญพืชขัดสีหรือขัด โดยการทำซ้ำกระบวนการเหล่านี้พื้นผิวที่มีคุณภาพสูงมีการผลิต. เราได้กล่าวถึงกลไกการประมวลผลของ GaAs และคริสตัล CdTe สำหรับเซมิคอนดักเตอร์และสารประกอบดึงข้อสรุปว่ากลไกการประมวลผลเป็นพื้นเช่นเดียวกับที่ขัด mechanochemical ของผลึก Si. Colloidal ซิลิก้าขัดลักษณะการประมวลผลขั้นพื้นฐานตารางที่ 6.7 แสดงตัวอย่างขององค์ประกอบและคุณสมบัติของซิลิกาคอลลอยด์ ในการแก้ปัญหานี้เป็นด่าง (pH 9.5-10.5) SiO2 อนุภาค (จากφ100~200Å) ถูกระงับโดย 50% โดยน้ำหนัก โดยทั่วไปการก่อเจลซิลิกาคอลลอยด์จะถูกควบคุมโดยนอกเหนือจากเครื่องดื่มแอลกอฮอล์ โดยการเติมเกลือเช่นโซเดียมซัลเฟต (Na2SO4) ก่อเจลจะเร่ง. ตารางที่ 6.7. องค์ประกอบของ Colloidal ซิลิกาและลักษณะของ (สำหรับครั้งแรก Polishing) เนื้อหา SiO2 น้ำหนัก 50% (φ 100~200 Å) NaO2 เนื้อหาดังต่อไปนี้ 0.4 ไฮโดรเจน ตัวแทนไอออน (pH) 10.8~11.2 เส้นผ่าศูนย์กลางอนุภาค (ที่ 20 ° C) ต่ำกว่า 25 CP ความถ่วงจำเพาะ (ที่ 20 ° C) 1.36~1.40 ลักษณะการแก้ปัญหาคอลลอยด์โปร่งใสน้ำนมแช่แข็งจุด 0 ° C เสถียรภาพกึ่งถาวรTEM ภาพของซิลิกาคอลลอยด์ (อิเล็กตรอนส่ง กล้องจุลทรรศน์) ตัวเลือกตารางความสัมพันธ์ระหว่างแรงกดดันในการประมวลผลและอัตราการกำจัดของการขัดจะแสดง inFigure 6.39 โดยใช้ซิลิกาคอลลอยด์บนความหลากหลายของผลึกเดี่ยวเช่น GGG, LiTaO3 ศรีและไพลินซึ่งเป็นสารเคมีที่มีเสถียรภาพและกลไก อัตราการกำจัดผลึกทั้งหมดเพิ่มขึ้นในสัดส่วนที่เพิ่มขึ้นจากแรงกดดันในการประมวลผล; โดยเฉพาะอย่างยิ่งความกดดันสูงเป็นสิ่งที่จำเป็นสำหรับยากไพลินผลึกเดี่ยว. รูปที่ 6.39. ความสัมพันธ์ระหว่างการขัดความดันและอัตราการขัดของผลึกเดี่ยวต่าง ๆ โดยใช้ซิลิกาคอลลอยด์ตัวเลือกรูปที่อ้างถึงอัตราการกำจัดแสดงในรูปที่ 6.35 เป็นพารามิเตอร์ความสัมพันธ์ระหว่างความแข็งของวิคเกอร์ คริสตัลหลายและความกดดันในการประมวลผลที่จำเป็นที่จะได้รับอัตราการกำจัดคงได้รับจะแสดง inFigure 6.40 ในกรณีของผลึกเดี่ยวศรีได้รับการยอมรับอย่างชัดเจนว่าเป็นผลกระทบจากการดำเนินการทางเคมีของสารละลายด่าง, สต็อกของการกำจัดในรูปเป็นอย่างมากออกเส้นตรงบรรลุเป็นลำดับอัตราการกำจัดสูงที่ความดันต่ำขัด สำหรับส่วนที่เหลือของผลึกความดันขัด P (กก / mm2) จำเป็นเพื่อให้ได้อัตราการกำจัด V (ไมครอน / เอช) จะแสดงในสมการต่อไป. สมการ (6.8) P = 104exp (K1 • HV) เปิด MathJaxon ที่ K1 เป็นค่าคงที่กำหนดโดยเงื่อนไขในการประมวลผลและ HV ความแข็งเป็นวิคเกอร์ (กก / mm2) K1 คงสามารถรับกับสมการ K1 = 2 × 10-4V + 1.4 × 10-3 และเมื่อความสัมพันธ์ของมันจะถูกใช้แทนสมการ (6.8) ก็จะแสดงเป็น: สมการ (6.9) เปิด MathJaxon รูป 6.40. ความสัมพันธ์ระหว่างความดันในการประมวลผลที่จำเป็นและความแข็งหลายชนิดของผลึก

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

1 .
6 แผ่น [ คริสตัล 44 ] พิจารณาจากจุดที่พบบ่อยใน slurries แบบประยุกต์เพื่อให้ห่างไกลกับผลึกแกลเลียมอาร์เซไนด์ ได้เปิดเผยว่า slurries จะออกซิไดซ์ตัวแทนที่มีเหมือนกันนา หรือ แก้ไข การวิจัยได้แสดงให้เห็นว่า โซเดียม bromate ( nabro2 ) ซึ่งมีราคาถูก และใช้เป็นสารสำหรับการประมวลผล desizing ไฟเบอร์และเป็นตัวแทนควบคุมเมือกน้ำอุตสาหกรรมไม่ผลิตก๊าซพิษ และการกระทำดีเป็นอ่อน .
เมื่อดิสก์ชนิดขัดเคมีได้ดําเนินการเฉพาะกับ nabro2 โซลูชันผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาบางส่วนออกจากภาพยนตร์ ในขณะที่กระจกเรียบเหมือนผิวได้ .
นอกจากนี้ เมื่ออนุภาคถูกผสมในผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาเชิงลบจากการ ดังนั้น ประสิทธิภาพสูง รูปที่ 635 แสดง mechanochemical ขัดอัตราในผลึกที่มีความเข้มข้นของสารละลาย nabro2 ( 0.6% ของ NaOH รวม ) ที่ DN ตัวแทนและอนุภาคซิลิกอนไดออกไซด์มีการเพิ่ม ตามที่คาดไว้ อัตราการเพิ่มขนาดของอนุภาคซิลิกากลายเป็นขนาดใหญ่ กับสารละลายผสมนี้ใช้กับการขัดของเวเฟอร์ GaAs , พื้นผิวแกร่งที่สุดของด้านล่าง 10 ได้ ดังแสดงในรูปที่ 6.36 .

รูป 6.35 .
ความสัมพันธ์ระหว่างขนาดอนุภาคซิลิกาขัดอัตราและความขรุขระของผิวเมื่อใช้สารละลายบีตา - ( ตัวอย่าง : แกลเลียมอาร์เซไนด์ )


รูปที่เลือกรูป 6.36 .
เปรียบเทียบความขรุขระของพื้นผิวด้วยสารละลายขัดเงาใหม่ ( γ - สารละลาย ) : ( c4h9 ) 5 bro2 โซลูชั่น SiO2 : ( A ) กับผิวแยก ( B ) ตัวอย่าง : ในรูป

ตัวเลือกเหล่านี้ขึ้นอยู่กับการขัดคุณสมบัติกลไกการประมวลผลดังต่อไปนี้ .
-
ทั้งกายและจะถูกออกซิไดซ์โดยโซลูชั่น และผลิต nabro2 แกลเลียม ออกไซด์ ( ga2o3 ) และ diarsenic pentoxide ( as2o5 ) เป็นผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยาตามลำดับ สมการ ( 6.5 )

2gaas 4nabro2 → keyboard - key - name ga2o3 as2o5 4nabr
เปิด mathjaxon

-
ทันทีหลังจากที่ as2o5 คือ การผลิตก็จะถูกแปลงเป็นโซเดียมอาร์เซเนต ( na3aso4 ) NaOH ( 6.6 )
.
สมการas2o5 6naoh → keyboard - key - name 2na3aso4 3h2o
เปิด mathjaxon

-
ga2o3 กลายเป็นแกลเลียมโซดาไฟ GA ( โอ้ ) 3 โดยด่างโซดาไฟ สมการ ( 6.7 )
.
ga2o3 6oh → keyboard - key - name 2ga   3 ( โอ้ ) 3o2 −
เปิด mathjaxon

GA ( OH ) 3 สามารถละลายในสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ .
-
ในปฏิกิริยา เหล่านี้ ( 6.5 ) , ( 6.6 ) และ ( 6.7 ) และในขณะที่ฟังก์ชันกิจกรรมพื้นผิวการเจาะจะได้ผลเคมีการกระทำจะเร่งต่อไปโดยการกระทำเชิงกลของเพิ่มอนุภาคขนาดเล็กและแรงเสียดทาน exoergic ปฏิกิริยากับพื้นผิวการประมวลผล การประมวลผลของ GaAs
จากกลไกเป็นสารละลายที่มีสารที่มีปริมาณน้อยของด่างโซดาไฟ คือเพิ่มเป็นที่มีประสิทธิภาพสำหรับการขัด mechanochemical 6 คริสตัลพื้นผิวที่มีคุณภาพสูงโดยการเพิ่มเจ้าหน้าที่ DN กับพื้นผิวการเจาะฟังก์ชันช่วยในการกำจัดผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยา ( ภาพยนตร์ , คราบ ) จากการขัดพื้นผิว
ทดลองนี้ได้ใช้เป็นสารละลายที่สลายอนุมูลอิสระที่มีปริมาณขนาดเล็กของ NaOH รูปที่ 637 ตัวอย่างลักษณะการประมวลผลด้วยสารละลาย NaOH H2O2 –ชนิดที่เป็นตัวแทน DN คือเพิ่ม อัตราการกำจัดสูงสุดที่ระบุเรื่อง pH = 10 ดังนั้น อัตราการกำจัดที่คล้ายกันและคุณภาพผิวของโซลูชั่น nabro2 ประเภทได้ อย่างไรก็ตาม แม้ว่าอนุภาคซิลิกาที่มีการเพิ่ม การเพิ่มขึ้นของอัตราการกำจัดจะไม่เป็นที่โดดเด่นเป็นที่ nabro2 สารละลายน่าจะเพราะปฏิกิริยาของผลิตภัณฑ์จะไม่เกิดขึ้นบนพื้นผิวเป็นสันเป็นโซลูชั่น nabro2 ประเภท

รูป 6.37 .
ตัวอย่างขัดใช้สารละลายที่มีลักษณะของแกลเลียมอาร์เซไนด์ ( สารออกซิไดซ์ H2O2 ) โซดาไฟ ( ด่าง ) และตัวแทน DN ( ตัวทำละลายชนิด )
รูปตัวเลือก
2
cdte คริสตัลแผ่น [ 45 ]cdte เป็นสารผลึกสารกึ่งตัวนำที่เป็นของ 2 – 6 กลุ่มผลึกแกลเลียมอาร์เซไนด์เป็นของ 3 – 5 กลุ่ม cdte ได้เข้ามามุ่งเน้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งเป็นเครื่องตรวจจับอินฟราเรด / รังสี , ไดโอดเปล่งแสง และพื้นผิวแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ cdte ผลึก เหมือนในผลึก มีเครื่องหมายแนวแตกเรียบและนุ่ม ( ความแข็งของโมส์ 6 cdte และเป็น 4.5 และ 2.8 ตามลำดับ )
เมื่อการสร้างการแนะนำของ slurries ขัดสำหรับผลึก cdte ตามกระบวนการกลไกของ caas รัตนากร , โซลูชั่นประมวลผลที่ออกซิไดซ์ผิว cdte ที่จําเป็น เป็นสมมติฐานที่ถูกสร้างขึ้นมาเพื่อลบ ( ด้วยเครื่องขัด หรือ อนุภาคขนาดเล็ก ) ออกไซด์ เหมือน cdteo3 เกิดจากเช่นการประมวลผลการแก้ปัญหา .
รูปที่ 638 แสดงอัตราการกำจัดของ cdte ผลึกเมื่อออกซิไดซ์ตัวแทนฟอกที่ไม่เป็นอันตรายและมักใช้ที่บ้านเป็นหลัก ใช้ มันชัดเจนแสดงผลของออกซิไดซ์ตัวแทนฟอกและอนุภาคเล็ก ( SiO2 ) ผ่านการสังเกตของกล้องจุลทรรศน์การประมวลผลพื้นผิวจะได้รับพบว่าพื้นผิวที่สม่ำเสมอมากถูกผลิตเมื่อ DN เพิ่มขัด แรด ถูกใช้ในการขัด mechanochemical 6 เวเฟอร์ อย่างไรก็ตาม ผลของมันจะไม่ชัดเจนเท่ากับในผลึก ความหยาบผิวเรียว ต่ำกว่า 2 nm ซึ่งหมายความว่าพื้นผิวขรุขระได้ดีได้รับมีประสิทธิภาพที่ได้รับเมื่อเทียบกับสารละลายขัดเงา ธรรมดา

รูปที่ 6.38 .
อัตราต่างๆ ( slurries ขัดชิ้นงาน : cdte )

รูปตัวเลือกจากการประมวลผลการทดลองของ cdte ผลึกและผลของการวิเคราะห์ทางเคมี ดังต่อไปนี้ จะได้รับการวาดเป็นรูปการขัด mechanochemical ของ cdte รัตนากร .
ก่อน โดยการสร้างบรรยากาศที่ทำให้ผิว cdte สลายตัวได้ง่ายโดยเจ้าหน้าที่ดีเอ็น ,และสุดท้าย บางชนิดของผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาจะฝากบนพื้นผิว แล้วฟิล์มออกไซด์หรือผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาที่ฝากไว้บนพื้นผิว mechanically เอาออก โดยธัญพืชขัดหรือขัด . โดยการทำซ้ำขั้นตอนเหล่านี้ พื้นผิวที่มีคุณภาพสูงที่ผลิต .
เราได้กล่าวถึงกระบวนการและกลไกของ GaAs cdte คริสตัลสารกึ่งตัวนำผสม และสรุปได้ว่า กลไกของการประมวลผลโดยทั่วไปเช่นเดียวกับที่ของขัด mechanochemical ของศรีรัตนากร .

ซิลิกาคอลลอยด์ขัดพื้นฐานลักษณะการประมวลผล
โต๊ะ 6.7 แสดงตัวอย่างขององค์ประกอบและคุณสมบัติของคอลลอยด์ซิลิกาในสารละลายด่าง ( พีเอช 9.5 และ 10.5 ) , อนุภาคซิลิกาดี ( ϕ 100 ∼ 200 Å ) ถูกระงับโดย 50 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก โดยทั่วไป gelling ของซิลิกาคอลลอยด์ถูกควบคุมโดยนอกเหนือจากเครื่องดื่มแอลกอฮอล์ โดยการเพิ่มของเกลือ เช่น โซเดียม ซัลเฟต ( na2so4 ) gelling เร่ง .
โต๊ะ 6.7 .
ส่วนประกอบของซิลิกาคอลลอยด์และลักษณะของมัน ( สำหรับขัดก่อน )
SiO2 เนื้อหา 50 เปอร์เซ็นต์ ( ϕ 100 ∼ 200 Å )
nao2 ด้านล่างเนื้อหา 0.4
ไฮโดรเจนไอออน ผู้สนับสนุน ( pH ) 10.8 ∼ 11.2
อนุภาคเส้นผ่านศูนย์กลาง ( 20 ° C ) ต่ำกว่า 25 CP
ความถ่วงจำเพาะ ( ที่อุณหภูมิ 20 ° C ) , ∼ 1.40
ลักษณะโปร่งใส Milky คอลลอยด์
จุดเยือกแข็งที่ 0 ° C

เต็มรูปของคอลลอยด์เสถียรภาพ semipermanent ซิลิกา
( กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน )

เลือกตารางความสัมพันธ์ระหว่างความดันและอัตราการประมวลผลการขัดแสดง infigure 6.39 โดยใช้ซิลิกาคอลลอยด์ในความหลากหลายของผลึกเดี่ยวเช่น GGG litao3 , ศรี และแซฟไฟร์ ซึ่งเป็นเคมีและมั่นคงในทางกลไก เอาราคาของผลึกเพิ่มสัดส่วนการเพิ่มขึ้นของความดันของการประมวลผลแรงดันสูงโดยเฉพาะอย่างยิ่งเป็นจำเป็นสำหรับการยากไพลินผลึกเดี่ยว

รูปดังนี้ . ความสัมพันธ์ระหว่างความดันและขัดขัด
อัตราของผลึกเดี่ยวต่างๆโดยใช้ซิลิกาคอลลอยด์

รูปที่อ้างอิงกับอัตราการกำจัดตัวเลือกที่แสดงในรูปที่ 6.35 เป็นพารามิเตอร์ความสัมพันธ์ระหว่างความแข็งวิกเกอร์ของคริสตัลหลายและการประมวลผลแรงกดดันจำเป็นเพื่อให้ได้รับการกำจัดอัตราคงที่จะแสดง infigure 6.40 . ในกรณีของผลึกเดี่ยวได้รับการยอมรับอย่างชัดเจนว่าเป็นจังหวัดที่ได้รับผลกระทบจากการกระทำของเคมีสารละลายด่าง หุ้นของตะกั่วในรูปมากจากเส้นตรงบรรลุเป็นลำดับสูงขัดอัตราการกำจัดที่ความดันต่ำ สำหรับส่วนที่เหลือของผลึก , ขัดความดัน P ( กก. / แน่น ) ที่จำเป็นเพื่อให้ได้อัตราการกำจัด V ( μ M / H ) แสดงในสมการต่อไปนี้ ( 6.8 )
.
สมการ P = 104exp   ( K1 - HV )


เปิด mathjaxon K1 เป็นค่าคงที่ที่กำหนดโดยภาวะการผลิตและ HV คือความแข็งวิกเกอร์ ( กก. / แน่น )ค่าคงที่ K1 ได้ด้วยสมการ , K1 = 2 ×× 10 − 3 10-4v 1.4 และเมื่อความสัมพันธ์ของแทนสมการที่ ( 7 ) จะถูกแสดงเป็นสมการที่ ( 6 ) :





รูปที่เปลี่ยน mathjaxon 6.40 .
ความสัมพันธ์ระหว่างความดันการประมวลผลที่จำเป็นและความแข็งวิกเกอร์ของทุกชนิดของผลึก