[發明專利]一種碳化硅單晶清洗劑及其應用

有效

• 申請號: 202110202982.2
• 申請日: 2021-02-23
• 公開（公告）號: CN112980599B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 姚泰;宋波;于永澔;張宇民
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C11D1/66
• 分類號: C11D1/66;C11D1/835;C11D1/825;C11D3/33;C11D3/20;C11D3/39;C11D3/04;C11D3/60;C11D11/00;B08B3/08;B08B3/12;B08B3/02
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 伍傳松

本發明公開了一種碳化硅單晶清洗劑及其應用。本發明的碳化硅單晶清洗劑包括以下原料：金屬螯合劑、表面活性劑、過氧化氫、氟化物和硫酸。本發明的清洗劑，通過表面活性劑和螯合劑的協同作用，實現了對金屬離子的去除；通過表面活性劑實現了對表面雜質的去除；該清洗劑實現了晶片表面0.5μm的顆粒度≤1000，對碳化硅單晶的清洗效果有顯著的提升。

技術領域

本發明屬于表面處理技術領域，具體涉及一種碳化硅單晶清洗劑及其應用。

背景技術

SiC作為大型空間光學系統中光學主反射鏡的晶體材料，取代了以往作為反射鏡材料的玻璃和金屬材料。SiC材料可以根據制備方法分為很多種，常用于反射鏡的有熱壓燒結SiC、常壓燒結SiC、反應燒結SiC和化學氣相沉積SiC。熱壓燒結SiC難以制得形狀復雜的鏡坯；常壓燒結SiC制備工藝復雜，材料收縮率高；化學氣相沉積SiC制備速度緩慢，限制其在制備復雜輕量化鏡坯方面的應用；反應燒結SiC的制備時間短、溫度低、成本低，制備周期短、結構收縮率低，在制備輕量化復雜結構的鏡坯方面具有顯著優勢，可以滿足反射鏡的機械、光學和熱性能等各方面的要求，因此反射鏡的制備大都采用反應燒結法來制備SiC。但反應燒結SiC制作的鏡胚材料存在著不可避免的材料缺陷及不均勻性，即使進行了一定的精細光學拋光，表面依舊會存在散射現象，影響空間反射鏡的光學性能，影響SiC的工程應用。空間光學系統用到的反射鏡材料不是普通的SiC，只有光學級別的SiC陶瓷才可以作為空間反射鏡材料，并且需要良好的內部結構，各向同性，不存在氣孔，不能存在影響反射鏡的表面光學性能和整體的機械性能的因素。

碳化硅晶片作為襯底材料其表面的潔凈度直接影響后段圖形化及外延加工的良率及最終器件的性能穩定性。碳化硅晶體加工的工藝包含線切、研磨、倒角、退火、銅拋、拋光和100級無塵室清洗。且每道加工過程都有相應的清洗工序用于去除晶片表面的臟污和金屬離子后進行下一道工序。而拋光是襯底加工中的最后一道對晶片的加工，拋光后清洗的效果直接決定無塵室晶片清洗的來料情況及最終襯底表面的潔凈度品質。由于晶片表面殘留的污染物特性與污染物的顆粒大小呈多樣性，所以傳統的清洗存在制程時間長，藥液用量多，清洗后晶片表面的顆粒度數量波動大等問題。

基于此，有必要開發一種碳化硅單晶清洗劑，該清洗劑清洗效率高。

發明內容

本發明要解決的第一個技術問題為：一種碳化硅單晶清洗劑，該清洗劑清洗效率高。

本發明要解決的第二個技術問題為：上述清洗劑的應用。

為解決上述第一個技術問題，本發明提供的技術方案為：一種碳化硅單晶清洗劑，包括以下原料：金屬螯合劑、表面活性劑、過氧化氫、氟化物和無機酸。

無機酸用來去除無機污染物；金屬螯合劑用于移除金屬離子；表面活性劑對油污的去除效果好，同時和金屬螯合劑存在一定的協同作用。

根據本發明的一些實施方式，所述碳化硅單晶清洗劑，包括以下重量份數的原料：金屬螯合劑2份～3份、表面活性劑0.1份～5份、過氧化氫0.5份～6.5份、氟化物1份～20份和無機酸1份～7份。

根據本發明的一些實施方式，所述金屬螯合劑包括乙二胺四乙酸鹽、亞氨基二琥珀酸鹽和檸檬酸鹽中的至少一種。

根據本發明的一些實施方式，所述乙二胺四乙酸鹽包括乙二胺四乙酸二鈉(EDTA-2Na)。

根據本發明的一些實施方式，所述亞氨基二琥珀酸鹽包括亞氨基二琥珀酸四鈉(IDS-4Na)。

根據本發明的一些實施方式，所述檸檬酸鹽包括檸檬酸鈉。

根據本發明的一些實施方式，所述表面活性包括季銨鹽表面活性劑、脂肪醇聚氧乙烯醚和氟碳表面活性劑中的至少一種。

多元醇類在水中不電離，對pH值穩定性高且受電解質和清洗過程產生無機鹽的影響較小，對油污的去除效果顯著。