本發(fā)明涉及碳化硅拋光的，尤其是涉及一種碳化硅拋光組合物及其拋光方法。

背景技術(shù)：

1、碳化硅作為第三代半導(dǎo)體，在功率器件和射頻器件等運(yùn)用中需求廣泛。在碳化硅器件產(chǎn)業(yè)鏈中，碳化硅襯底占總成本的一半以上，原因在于碳化硅長(zhǎng)晶及切磨拋加工都非常困難，耗時(shí)耗能。其中，碳化硅晶體切片后，需要經(jīng)過(guò)研磨，粗拋，精拋和清洗，才能達(dá)到做器件需要的表面平整度和潔凈度。粗拋的目標(biāo)是能盡快地去除研磨產(chǎn)生的損傷層，并把粗糙度降到ra?0.2nm以下。

2、由于碳化硅莫氏硬度大于9且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定而非常難以?huà)伖?，要達(dá)到粗拋的目的，主流的方案是運(yùn)用硬度與碳化硅相當(dāng)?shù)摩?氧化鋁作為磨料，但α-氧化鋁又容易產(chǎn)生表面劃傷，為了控制表面劃傷，就需選用窄分布的類(lèi)球型納米級(jí)α-氧化鋁，例如專(zhuān)利公告號(hào)為cn111868201b公開(kāi)的研磨用組合物，和cn114341286a公開(kāi)的用于進(jìn)行材料去除操作的組合物和方法。然而類(lèi)球型納米級(jí)α-氧化鋁的制備非常困難，全世界能產(chǎn)業(yè)化的供應(yīng)商屈指可數(shù)，基本上納米級(jí)α-氧化鋁的成本是微米級(jí)的10倍以上，市場(chǎng)價(jià)格很昂貴，用于碳化硅拋光成本很高。

3、另一方面，碳化硅拋光采用的拋光液的ph范圍很廣，從ph1.5到大于10都有。一般而言，碳化硅的去除速率隨ph的增加而顯著下降，強(qiáng)酸性?huà)伖庖和ǔ１热跛嵝曰驂A性?huà)伖庖核俾矢撸珜?duì)拋光機(jī)臺(tái)的防腐蝕要求也高，許多碳化硅襯底廠(chǎng)商對(duì)于弱酸性或堿性?huà)伖庖河休^大的需求，如何提升弱酸性或堿性?huà)伖庖旱膾伖馑俾适悄壳凹毙枰鉀Q的難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了提高弱酸性或堿性?huà)伖庖旱膾伖馑俾?，本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題提供一種碳化硅拋光組合物及其拋光方法。

2、第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N碳化硅拋光組合物，采用如下的技術(shù)方案：

3、一種碳化硅拋光組合物，所述拋光組合物包含以下組分：

4、金紅石型二氧化鈦；

5、高錳酸鹽；

6、鈣離子；

7、水；

8、所述拋光組合物的ph值大于2且小于13。

9、優(yōu)選的，所述拋光組合物包含以下組分：

10、重量百分比為0.1-5％的金紅石型二氧化鈦；

11、重量百分比為1-6％的高錳酸鹽；

12、濃度范圍為5-100毫摩爾每升的鈣離子；

13、余量為水；

14、所述拋光組合物的ph值在3到12之間。

15、優(yōu)選的，所述拋光組合物的金紅石型二氧化鈦磨料的重量百分比為0.5-5％。

16、所述高錳酸鹽的重量百分比為4-6％。

17、所述鈣離子濃度范圍為20-90毫摩爾每升。

18、所述鈣離子由氯化鈣、硝酸鈣、乙酸鈣中的一種或幾種組合的混合物提供。

19、所述拋光組合物的ph值范圍為6-10。

20、優(yōu)選的，所述拋光組合物使用硝酸、氫氧化鉀中的一種調(diào)節(jié)ph。

21、優(yōu)選的，所述高錳酸鹽為高錳酸鉀。

22、優(yōu)選的，所述金紅石型二氧化鈦的z-均粒徑范圍為100-250納米。

23、第二方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N碳化硅拋光方法，采用如下的技術(shù)方案：

24、一種碳化硅拋光方法，提供待拋光的碳化硅表面，在該碳化硅表面和拋光工具的拋光面之間引入上述的拋光組合物，并使該碳化硅表面與拋光工具的拋光面接觸并相對(duì)移動(dòng)。

25、綜上所述，本發(fā)明包括以下有益技術(shù)效果：

26、納米級(jí)二氧化鈦可以在市場(chǎng)上低成本獲得，且其莫氏硬度為5.5-7，顯著低于碳化硅的硬度，所以對(duì)碳化硅表面造成劃傷的幾率很小，且本發(fā)明發(fā)現(xiàn)鈣離子與金紅石型二氧化鈦磨料在弱酸到堿性環(huán)境下對(duì)碳化硅拋光有獨(dú)特的協(xié)同效應(yīng)，能在提高拋光效率的同時(shí)大大降低了成本。

技術(shù)特征：

1.一種碳化硅拋光組合物，其特征在于，所述拋光組合物包含以下組分：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳化硅拋光組合物，其特征在于：所述拋光組合物包含以下組分：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳化硅拋光組合物，其特征在于：所述拋光組合物包含以下組分：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳化硅拋光組合物，其特征在于：所述拋光組合物的ph值范圍為6-10。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳化硅拋光組合物，其特征在于：所述拋光組合物使用硝酸、氫氧化鉀中的一種調(diào)節(jié)ph。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳化硅拋光組合物，其特征在于：所述高錳酸鹽為高錳酸鉀。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳化硅拋光組合物，其特征在于：所述鈣離子由氯化鈣、硝酸鈣、乙酸鈣中的一種或幾種組合的混合物溶解于水得到。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳化硅拋光組合物，其特征在于：所述金紅石型二氧化鈦的z-均粒徑范圍為100-250納米。

9.一種碳化硅拋光方法，其特征在于：提供待拋光的碳化硅表面，在該碳化硅表面和拋光工具的拋光面之間引入權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的拋光組合物，并使該碳化硅表面與拋光工具的拋光面接觸并相對(duì)移動(dòng)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及碳化硅拋光的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種碳化硅拋光組合物及其拋光方法。所述拋光組合物包含以下組分：金紅石型二氧化鈦；高錳酸鹽；鈣離子；水；所述拋光組合物的pH值大于2且小于13。碳化硅拋光方法為：提供待拋光的碳化硅表面，在該碳化硅表面和拋光工具的拋光面之間引入上述的拋光組合物，并使該碳化硅表面與拋光工具的拋光面接觸并相對(duì)移動(dòng)。本申請(qǐng)的碳化硅拋光組合物可用于拋光碳化硅，其具有在弱酸性或堿性條件下對(duì)碳化硅拋光速率快優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：陳湛,楊勍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：東莞領(lǐng)航電子新材料有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2