CN105647393A - 一种碳化硅晶片的抛光液 - Google Patents
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Abstract
本发明一种碳化硅晶片的抛光液，其中各组分所占重量百分比为：二氧化硅抛光液10-30%，粒径为50-100nm；纳米级金刚石研磨液0.1-10%，粒径为50-200nm；辅助氧化剂3-20%；pH调节剂0.5-10%；去离子水为余量；混合后的所述碳化硅晶片的抛光液pH值范围为7-9。适用于对SiC晶片进行化学机械抛光。该抛光液的特点是去除速率快（可在1-3小时内完成）、加工出的碳化硅晶片较光亮，表面强光灯观测无明显划痕且平整、均匀，表面粗糙度经原子力显微镜检测可稳定达到＜0.3nm。
Description
技术领域
本发明涉及一种在加工碳化硅晶片时使用的抛光液。
背景技术
碳化硅（SiC）晶片是非常重要的第三代半导体材料，由于SiC晶体硬度较大，莫氏硬度约为9.3，略低于金刚石，导致其加工难度较大，目前传统抛光液采用二氧化硅抛光液，其缺点是去除速率低、加工时间非常长，抛光液中二氧化硅很容易发生结晶，在生产中很容易造成加工表面有大量划伤。
使用现有的抛光液对SiC晶片表面处理时需要6-8个小时，去除速率低。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供本发明在于提供一种用于高质量加工SiC晶片表面的抛光液，适用于对SiC晶片进行化学机械抛光。该抛光液的特点是去除速率快（可在1-3小时内完成）、加工出的碳化硅晶片较光亮，表面强光灯观测无明显划痕且平整、均匀，表面粗糙度经原子力显微镜检测可稳定达到＜0.3nm。
为实现上述目的本发明一种碳化硅晶片的抛光液，其中各组分所占重量百分比为：二氧化硅抛光液10-30%，粒径为50-100nm；纳米级金刚石研磨液0.1-10%，粒径为50-200nm；辅助氧化剂3-20%；pH调节剂0.5-10%；去离子水为余量；混合后的所述碳化硅晶片的抛光液pH值范围为7-9。
进一步，所述二氧化硅抛光液指粒径为50-100nm的水溶性二氧化硅胶体或溶体。
进一步，所述纳米级金刚石研磨液指粒径为50-200nm的水溶性金刚石微粉或溶体。
进一步，所述辅助氧化剂指浓度30%的UP（UltraPure，超纯）级化学试剂过氧化氢溶液。
进一步，所述pH调节剂指氢氧化钠、氢氧化钾、多羟多胺中的一种或者多种组合。
本发明抛光液由去离子水、二氧化硅抛光液、纳米级金刚石研磨液、辅助氧化剂、PH调节剂配制而成。
其中，纳米级金刚石研磨液是其重要成分，其作用是增强抛光过程中的去除速率，保证晶片加工过程的表面质量；另使抛光液各成分能够更加稳定均匀的存在，由于它的存在，可以尽量调整抛光液PH值为微弱碱性，降低了抛光液二氧化硅的结晶速率，提高了使用寿命；
PH调节剂使整个抛光液PH稳定在弱碱性，降低了抛光液二氧化硅的结晶速率，提高了使用寿命；
辅助氧化剂包括过氧化氢和去离子水，由于加入纳米级金刚石研磨液提高了抛光过程的机械反应，该辅助氧化剂可用于提高抛光过程中碳化硅晶片表面与该抛光液的化学反应，使加工的SiC表面机械和化学作用达到合适的速率，可以得到更平整、均匀、粗糙度低的表面。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
在本实施例中配置的碳化硅晶片的抛光液，其中各组分所占重量百分比为：二氧化硅抛光液10%，粒径为50nm，二氧化硅抛光液为水溶性二氧化硅胶体；纳米级金刚石研磨液0.1%，粒径为50nm，水溶性金刚石微粉溶液；辅助氧化剂3%，辅助氧化剂为浓度30%的UP（UltraPure，超纯）级化学试剂过氧化氢溶液；pH调节剂0.5%，pH调节剂选用氢氧化钠；去离子水为余量；混合后的碳化硅晶片的抛光液pH值范围为7。
其中，纳米级金刚石研磨液是其重要成分，其作用是增强抛光过程中的去除速率，保证晶片加工过程的表面质量；另使抛光液各成分能够更加稳定均匀的存在，由于它的存在，可以尽量调整抛光液PH值为微弱碱性，降低了抛光液二氧化硅的结晶速率，提高了使用寿命；
PH调节剂使整个抛光液PH稳定在弱碱性，降低了抛光液二氧化硅的结晶速率，提高了使用寿命；
辅助氧化剂包括过氧化氢和去离子水，由于加入纳米级金刚石研磨液提高了抛光过程的机械反应，该辅助氧化剂可用于提高抛光过程中碳化硅晶片表面与该抛光液的化学反应，使加工的SiC表面机械和化学作用达到合适的速率，可以得到更平整、均匀、粗糙度低的表面。
实施例2
在本实施例中配置的碳化硅晶片的抛光液，其中各组分所占重量百分比为：二氧化硅抛光液30%，粒径为100nm，二氧化硅抛光液为水溶性二氧化硅溶液；纳米级金刚石研磨液10%，粒径为200nm，水溶性金刚石微粉溶液；辅助氧化剂20%，辅助氧化剂为浓度30%的UP（UltraPure，超纯）级化学试剂过氧化氢溶液；pH调节剂10%，pH调节剂选用氢氧化钾；去离子水为余量；混合后的碳化硅晶片的抛光液pH值范围为9。
实施例3
在本实施例中配置的碳化硅晶片的抛光液，其中各组分所占重量百分比为：二氧化硅抛光液15%，粒径为80nm，二氧化硅抛光液为水溶性二氧化硅溶液；纳米级金刚石研磨液5%，粒径为150nm，水溶性金刚石微粉溶液；辅助氧化剂15%，辅助氧化剂为浓度30%的UP（UltraPure，超纯）级化学试剂过氧化氢溶液；pH调节剂5%，pH调节剂选用多羟多胺；去离子水为余量；混合后的碳化硅晶片的抛光液pH值范围为8.2。
实施例4
在本实施例中配置的碳化硅晶片的抛光液，其中各组分所占重量百分比为：二氧化硅抛光液12%，粒径为60nm，二氧化硅抛光液为水溶性二氧化硅溶液；纳米级金刚石研磨液4%，粒径为100nm，水溶性金刚石微粉溶液；辅助氧化剂9%，辅助氧化剂为浓度30%的UP（UltraPure，超纯）级化学试剂过氧化氢溶液；pH调节剂3%，pH调节剂选用氢氧化钠和氢氧化钾组合；去离子水为余量；混合后的碳化硅晶片的抛光液pH值范围为7.9。
上述示例只是用于说明本发明，本发明的实施方式并不限于这些示例，本领域技术人员所做出的符合本发明思想的各种具体实施方式都在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种碳化硅晶片的抛光液，其特征在于，其中各组分所占重量百分比为：二氧化硅抛光液10-30%，粒径为50-100nm；纳米级金刚石研磨液0.1-10%，粒径为50-200nm；辅助氧化剂3-20%；pH调节剂0.5-10%；去离子水为余量；混合后的所述碳化硅晶片的抛光液pH值范围为7-9。
2.如权利要求1所述的碳化硅晶片的抛光液，其特征在于，所述二氧化硅抛光液指粒径为50-100nm的水溶性二氧化硅胶体或溶体。
3.如权利要求1所述的碳化硅晶片的抛光液，其特征在于，所述纳米级金刚石研磨液指粒径为50-200nm的水溶性金刚石微粉或溶体。
4.如权利要求1所述的碳化硅晶片的抛光液，其特征在于，所述辅助氧化剂指浓度30%的UP级化学试剂过氧化氢溶液。
5.如权利要求1所述的碳化硅晶片的抛光液，其特征在于，所述pH调节剂指氢氧化钠、氢氧化钾、多羟多胺中的一种或者多种组合。
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