[發明專利]一種碳化硅晶片的拋光液

有效

• 申請號: 201610071883.4
• 申請日: 2016-02-02
• 公開（公告）號: CN105647393A
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發明（設計）人: 詹琳
• 申請（專利權）人: 北京華進創威電子有限公司
• 主分類號: C09G1/02
• 分類號: C09G1/02
• 代理公司: 北京中創陽光知識產權代理有限責任公司 11003
• 代理人: 尹振啟

技術領域

本發明涉及一種在加工碳化硅晶片時使用的拋光液。

背景技術

碳化硅（SiC）晶片是非常重要的第三代半導體材料，由于SiC晶體硬度較大，莫氏硬度約為9.3，略低于金剛石，導致其加工難度較大，目前傳統拋光液采用二氧化硅拋光液，其缺點是去除速率低、加工時間非常長，拋光液中二氧化硅很容易發生結晶，在生產中很容易造成加工表面有大量劃傷。

使用現有的拋光液對SiC晶片表面處理時需要6-8個小時，去除速率低。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供本發明在于提供一種用于高質量加工SiC晶片表面的拋光液，適用于對SiC晶片進行化學機械拋光。該拋光液的特點是去除速率快（可在1-3小時內完成）、加工出的碳化硅晶片較光亮，表面強光燈觀測無明顯劃痕且平整、均勻，表面粗糙度經原子力顯微鏡檢測可穩定達到＜0.3nm。

為實現上述目的本發明一種碳化硅晶片的拋光液，其中各組分所占重量百分比為：二氧化硅拋光液10-30%，粒徑為50-100nm；納米級金剛石研磨液0.1-10%，粒徑為50-200nm；輔助氧化劑3-20%；pH調節劑0.5-10%；去離子水為余量；混合后的所述碳化硅晶片的拋光液pH值范圍為7-9。

進一步，所述二氧化硅拋光液指粒徑為50-100nm的水溶性二氧化硅膠體或溶體。

進一步，所述納米級金剛石研磨液指粒徑為50-200nm的水溶性金剛石微粉或溶體。

進一步，所述輔助氧化劑指濃度30%的UP（UltraPure，超純）級化學試劑過氧化氫溶液。

進一步，所述pH調節劑指氫氧化鈉、氫氧化鉀、多羥多胺中的一種或者多種組合。

本發明拋光液由去離子水、二氧化硅拋光液、納米級金剛石研磨液、輔助氧化劑、PH調節劑配制而成。

其中，納米級金剛石研磨液是其重要成分，其作用是增強拋光過程中的去除速率，保證晶片加工過程的表面質量；另使拋光液各成分能夠更加穩定均勻的存在，由于它的存在，可以盡量調整拋光液PH值為微弱堿性，降低了拋光液二氧化硅的結晶速率，提高了使用壽命；

PH調節劑使整個拋光液PH穩定在弱堿性，降低了拋光液二氧化硅的結晶速率，提高了使用壽命；

輔助氧化劑包括過氧化氫和去離子水，由于加入納米級金剛石研磨液提高了拋光過程的機械反應，該輔助氧化劑可用于提高拋光過程中碳化硅晶片表面與該拋光液的化學反應，使加工的SiC表面機械和化學作用達到合適的速率，可以得到更平整、均勻、粗糙度低的表面。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明作進一步詳細說明。

實施例1

在本實施例中配置的碳化硅晶片的拋光液，其中各組分所占重量百分比為：二氧化硅拋光液10%，粒徑為50nm，二氧化硅拋光液為水溶性二氧化硅膠體；納米級金剛石研磨液0.1%，粒徑為50nm，水溶性金剛石微粉溶液；輔助氧化劑3%，輔助氧化劑為濃度30%的UP（UltraPure，超純）級化學試劑過氧化氫溶液；pH調節劑0.5%，pH調節劑選用氫氧化鈉；去離子水為余量；混合后的碳化硅晶片的拋光液pH值范圍為7。

其中，納米級金剛石研磨液是其重要成分，其作用是增強拋光過程中的去除速率，保證晶片加工過程的表面質量；另使拋光液各成分能夠更加穩定均勻的存在，由于它的存在，可以盡量調整拋光液PH值為微弱堿性，降低了拋光液二氧化硅的結晶速率，提高了使用壽命；

PH調節劑使整個拋光液PH穩定在弱堿性，降低了拋光液二氧化硅的結晶速率，提高了使用壽命；

輔助氧化劑包括過氧化氫和去離子水，由于加入納米級金剛石研磨液提高了拋光過程的機械反應，該輔助氧化劑可用于提高拋光過程中碳化硅晶片表面與該拋光液的化學反應，使加工的SiC表面機械和化學作用達到合適的速率，可以得到更平整、均勻、粗糙度低的表面。

實施例2

在本實施例中配置的碳化硅晶片的拋光液，其中各組分所占重量百分比為：二氧化硅拋光液30%，粒徑為100nm，二氧化硅拋光液為水溶性二氧化硅溶液；納米級金剛石研磨液10%，粒徑為200nm，水溶性金剛石微粉溶液；輔助氧化劑20%，輔助氧化劑為濃度30%的UP（UltraPure，超純）級化學試劑過氧化氫溶液；pH調節劑10%，pH調節劑選用氫氧化鉀；去離子水為余量；混合后的碳化硅晶片的拋光液pH值范圍為9。

實施例3