导体镶嵌型巨电流变抛光液及其对硅材料的抛光

目的 解决现有电流变抛光液在电场下强度低和使用寿命短等问题.方法 分析现有电流变抛光液的缺点及其原因,提出将新型巨电流变液——导体镶嵌型电流变液应用于抛光领域,并研制出以二氧化硅为磨料,以镶嵌了纳米碳的二氧化钛为电介质颗粒的硅油基电流变抛光液.测定添加了不同粒径磨料抛光液的剪切强度与电场强度、温度、使用时间的关系.搭建简易的旋转式电流变抛光装置,对不同粒径磨料的电流变抛光液在硅片表面的抛光效果进行试验.结果 碳镶嵌二氧化钛基电流变抛光液具有高剪切强度(>30 kPa)、低漏电流(<1μA)、高温度稳定性(25～125℃)、长使用寿命和对少量磨料不敏感等优点.抛光实验结果表明,在电压2.5 kV下,硅片经过添加了2μm磨料的电流变抛光液持续抛光3 h后,其表面粗糙度从206 nm降至6.4 nm.之后再采用添加200 nm磨料和20 nm磨料的抛光液先后继续精抛后,其粗糙度降至0.46 nm和0.36 nm.结论 碳镶嵌二氧化钛基巨电流变抛光液能有效降低表面粗糙度,改善表面质量,很好地应用于精密抛光领域,展示出良好的应用前景.