[發明專利]一種SiC單晶片研磨用水基研磨液及其制備方法

有效

• 申請號: 201910001883.0
• 申請日: 2019-01-02
• 公開（公告）號: CN109825197B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 王瑞;梁慶瑞;王含冠
• 申請（專利權）人: 山東天岳先進科技股份有限公司
• 主分類號: C09G1/02
• 分類號: C09G1/02;B24B37/04
• 代理公司: 北京君慧知識產權代理事務所(普通合伙) 11716
• 代理人: 陳曦

一種SiC單晶片研磨用水基研磨液及其制備方法，將初始研磨液置于SiC單晶片研磨裝置中，并放入SiC單晶片或與SiC單晶片硬度大體一致的塊狀物質，進行研磨作業至滿足第一條件即得水基研磨液。將本申請中的初始研磨液進行研磨處理后得到水基研磨液，利用水基研磨液對SiC單晶片雙面研磨加工，晶片表面產生的損傷和劃痕數量少、程度低，對后續加工工序影響低，提高拋光效率；同時該研磨液分散均勻，狀態穩定，加工SiC單晶片去除率快，可循環使用，磨料壽命長。

技術領域

本申請屬于超精表面研磨拋光技術領域，具體涉及一種SiC單晶片研磨用水基研磨液的制備方法。

背景技術

碳化硅單晶是最重要的第三代半導體材料之一，因其具有禁帶寬度大、飽和電子遷移率高、擊穿場強大、熱導率高等優異性質，而被廣泛應用于電力電子、射頻器件、光電子器件等領域。當作為外延薄膜襯底時，外延生長對襯底依賴性很強，襯底上很小的缺陷也會破壞碳化硅單晶表面的周期性，蔓延并擴展到薄膜上，并嚴重影響薄膜質量。即使是作為籽晶，生長出來的塊體單晶材料也會受到襯底嚴重影響，襯底表面上的所有缺陷，一般會被原樣復制到新的外延材料中。

為了獲得高質量的薄膜和塊體單晶，目前主要采用的磨拋方法。陳小龍等人提出研磨拋光對晶片進行氫飾，但是這種方法對機械拋光過程中留下的較深劃痕，作用不大。另外，林岳明等人提出晶片研磨后進行等離子蝕刻，該方法利用等離子體轟擊碳化硅表面，去除研磨過程中形成的損傷層，這種方法去除率很高，但往往會在去除損傷層的同時引入新的損傷和缺陷。

在CN101161800A中公開了一種水懸浮磨削液，以水為基質，在陰離子型表面活性劑的作用下，使細度≥1200目的碳化硅粉或/和金剛石粉均勻分散，形成水懸浮磨削液。當硬材料顆粒細度≥5000目時，便是拋光液。懸浮液中陰離子型表面活性劑1～15％，碳化硅粉或/和金剛石粉20～50％，余為水。本懸浮液以水為基質，粘度可調，也就是說切削速度可變，不僅提高了切割效率，而且適用范圍廣泛。既適用于硬質材料的切割、拋光，又適用于晶體材料的切割、拋光。該申請只是用研磨液進行研磨，但是對研磨液的最佳研磨狀態沒有進行探究，這樣研磨效果并不能達到最佳效果。

在CN103013345A中公開了油性金剛石研磨液及其制備方法，該研磨液含有以下組分：金剛石微粉、表面活性劑、分散劑、pH值調節劑、潤濕劑和油，各組分的重量配比(wt.)為：金剛石微粉：0.001％-10％；表面活性劑：0.001％-20％；分散劑：0-20％；pH值調節劑：0-10％；潤濕劑：0-10％；其余為油。主要應用于碳化硅晶片、LED藍寶石襯底片、陶瓷、光纖、模具及半導體化合物晶片等表面的研磨拋光。使用本發明提供的研磨液可大大的提高拋光效率，分散性能好，可以長期保持均勻穩定狀態，用其拋光后產品光潔度高，拋光效果好并且不含對人體有害成分，易于清洗，有利于環保。該申請只是公開了研磨液的組分，并沒有研究研磨液使用時如何達到最佳研磨狀態。

現有技術中的申請文件大都只是對研磨液的組分配方進行探究，但是都沒有對研磨液進行處理使研磨液使用狀態最佳；也未在實際應用場景中對其進行處理；而且并未公開如何在低成本的前提下，得到適宜的研磨液的方法，進而達到利用該研磨液進行研磨降低晶體表面的損傷和劃痕的作用。

申請內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種SiC單晶片研磨用水基研磨液及其制備方法：其中水基研磨液的制備方法為：將初始研磨液置于SiC單晶片研磨裝置中，并放入SiC單晶片或與SiC單晶片硬度大體一致的塊狀物質，進行研磨作業至滿足第一條件即得水基研磨液。SiC單晶片硬度大體一致的材料指的是莫氏硬度不小于9、小于10的材料。其中塊狀指的是片狀、塊狀、顆粒狀等常見的具有一定粒徑的普通形狀。