[發明專利]一種用于碳化硅晶片拋光液的組合物、拋光液及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202310053346.7
• 申請日: 2023-02-02
• 公開（公告）號: CN116285698A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 郝唯佑;翟虎;林宏達;孫金梅
• 申請（專利權）人: 浙江兆晶新材料科技有限公司;東旭科技集團有限公司
• 主分類號: C09G1/02
• 分類號: C09G1/02;H01L21/04
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 陳靜

本發明涉及碳化硅晶片制造領域，公開了一種用于碳化硅晶片拋光液的組合物、拋光液及其制備方法和應用。該組合物中含有各自獨立保存或者兩者以上混合保存的以下組分：磨料、分散穩定劑、化學添加劑、濕潤劑、納米粉末、pH調節劑、水；所述磨料為氧化硅平均粒徑為80?120nm的納米氧化硅水溶膠和平均粒徑為10?120nm的氧化鋁中的至少一種；所述納米粉末的平均粒徑為1?5nm。本發明提供的碳化硅晶片拋光液能提高碳化硅晶片表面拋光的質量，提高加工速率、減少加工工序。

技術領域

本發明涉及碳化硅晶片制造領域，具體涉及一種用于碳化硅晶片拋光液的組合物、拋光液及其制備方法和應用。

背景技術

作為新一代功率半導體材料，碳化硅(SiC)材料具有良好的熱傳導率、高擊穿場強、高飽和電子漂移速率和高鍵合能等優異性能。因此由SiC材料制作的電子器件，能在高溫、高輻射等極端環境下運作，充分實現電子器件的小型化、高效、節能的目標，在未來低碳環保型社會構建過程中，擁有巨大的應用和市場前景。

由于SiC材料的硬度高，其化學物理特性非常穩定，在SiC材料的超精密加工中，常規的化學機械拋光(CMP)方法，很難快速有效地改善晶片表面的質量。

目前碳化硅晶片具有碳(C)面(000-1方向)和硅(Si)面(0001方向)兩個特性差異極大的表面。

CN102337082A公開了一種6H-SiC單晶片全局平面化的化學機械拋光液。它以球形微納米顆粒為磨料，還包括分散穩定劑、添加劑、潤滑劑，同時加入pH調節劑調至pH值為9.5-13.5。該拋光液的去除率可控，拋光后晶片無損傷、平整度高，價格便宜，成本低。可用于硬脆性晶體材料中的CMP過程以及其他光學材料的精密化學機械拋光。但是，該拋光液需要現用現配，且對碳化硅晶片，尤其是對碳化硅晶片的碳面的拋光效果差。

所以為了滿足晶片表面高質量的技術要求，需要對晶片兩個面分別進行拋光研究，提出針對性的拋光方法。

此外，拋光液中常用的研磨顆粒為納米金剛石顆粒，但是其價格昂貴并且容易造成表面劃痕。

因此，需要一種在保證碳化硅晶片表面品質的基礎上，還能提高加工速率，減少加工工序，達到節約資源、降低成本的目的拋光液。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術存在的對碳化硅晶片的拋光難以滿足行業內對碳化硅晶片碳面和硅面拋光的技術要求的問題。

為了實現上述目的，本發明一方面提供一種用于碳化硅晶片拋光液的組合物，該組合物中含有各自獨立保存或者兩者以上混合保存的以下組分：

磨料、分散穩定劑、化學添加劑、濕潤劑、納米粉末、pH調節劑、水；

所述磨料為氧化硅平均粒徑為80-120nm的納米氧化硅水溶膠和平均粒徑為10-120nm的氧化鋁中的至少一種；

所述納米粉末的平均粒徑為1-5nm；

所述化學添加劑為過氧化氫或氧化鉻；

以干基計，并以所述磨料、所述分散穩定劑、所述化學添加劑、所述濕潤劑、所述納米粉末、所述pH調節劑的總重量為基準，所述磨料的含量為5-26wt％，所述分散穩定劑的含量為40-60wt％，所述化學添加劑的含量為0.1-10wt％，所述濕潤劑的含量為0.1-10wt％，所述納米粉末的含量為0.1-8wt％，所述pH調節劑的含量為0.01-10wt％。

優選地，所述分散穩定劑選自六偏磷酸鈉、聚乙烯醇、聚丙二醇中的至少一種。

優選情況下，所述濕潤劑選自乙醇胺、1,3-丁二醇和三乙醇胺中的至少一種。

優選地，所述pH調節劑選自乙醇胺、三乙醇胺、異丙醇胺、二羥乙基乙二胺、氫氧化鈉、氫氧化鉀、濃度為1.4-1.8wt％的氨水中的至少一種。