[发明专利]一种用于蓝宝石晶片的抛光组合物

说明书

技术领域

本发明属于半导体照明LED芯片、精密仪器仪表制造技术领域，特别涉及 一种用于蓝宝石晶片的抛光组合物。

背景技术

发光二极管(Light Emitting Diode，LED)照明作为“第四代新光源”， 被认为是21世纪最有可能进入普通照明领域的一种新型固态冷光源和最具发展 前景的高技术领域之一，LED的发展对于低碳经济和资源节约型社会的发展具 有重要的战略意义。

LED制造过程依次分为衬底制备、外延生长、芯片加工、封装及测试，其 中LED芯片衬底晶片的抛光是制约半导体照明技术发展的瓶颈问题之一。

蓝宝石单晶由于透明性好、稳定性好、机械强度高等特性，被广泛应用 于LED芯片衬底、精密仪器仪表窗口等领域。蓝宝石(Al₂O₃)的硬度(9) 仅次于金刚石(10)，且为α晶相，化学性质很稳定，因此难以加工，生产效率 低、加工成本高。另一方面，基于对LED产品发光效率和使用寿命的提高，GaN 外延生长对衬底晶片的表面加工质量要求更加严苛。目前，化学机械抛光(CMP) 技术是实现蓝宝石晶片亚纳米级加工的最有效方法。

为节约生产成本，用于蓝宝石晶片的抛光组合物需要循环使用，且抛光去 除速率需维持在高的水平，晶片表面光滑、无缺陷。但目前国内外专利基本上 均未涉及到蓝宝石晶片的循环抛光技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于蓝宝石晶片的抛光组合物，其具有循环抛光 性能好的特点。

本发明提供的一种用于蓝宝石晶片的抛光组合物，包含磨料和水，其特征 在于，还包含抛光促进剂、螯合剂和抛光稳定剂，其中，按重量百分含量，抛 光促进剂为0.05～10％，螯合剂为0.1～10％，抛光稳定剂为0.01～10％。抛光 促进剂的重量百分含量优选0.2～6％，螯合剂的重量百分含量优选0.2～6％，抛 光稳定剂的重量百分含量优选0.2～6％。

所述磨料可为氧化硅、氧化铝、氧化铈或氧化锆中的一种或几种，其中， 氧化硅的平均粒径为10-200纳米。磨料的重量百分含量可为1～60％。

所述抛光促进剂为盐类，所述的盐类为氯化盐、硫酸盐、硝酸盐、硼酸盐、 硅酸盐、磷酸盐、乳酸盐、苹果酸盐、柠檬酸盐、酒石酸盐、乙醇酸盐、α-羟基 异丁酸盐、甘油酸盐、葡糖酸盐或水杨酸盐中的一种或几种，优选钾盐。

所述螯合剂为乙二胺四乙酸盐、丙二胺四乙酸盐、二乙基三胺五乙酸盐、 三乙基四胺六乙酸盐、1，2-环己二胺四乙酸盐、氨基三亚甲基膦酸盐、羟基亚乙 基二膦酸盐、乙二胺四亚甲基膦酸盐、乙二胺四亚乙基膦酸盐、二乙烯三胺五 亚甲基膦酸盐、二乙烯三胺五亚乙基膦酸盐、三乙烯四胺六亚乙基膦酸盐、丙 二胺四亚乙基膦酸盐、丙二胺四亚甲基膦酸盐、2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸盐、 羟基亚乙基二膦酸盐、2-羟基膦酸基乙酸盐、己二胺四亚甲基膦酸盐、双1，6- 亚己基三胺五亚甲基膦酸盐或多氨基多醚基亚甲基膦酸盐中的一种或几种。

所述抛光稳定剂为氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸铵、碳酸氢铵、碳酸氢钾、 碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸钠、氨水、四甲基氢氧化铵、甲基胺、二甲基胺、三 甲基胺、乙基胺、二乙基胺、三乙基胺、无水哌嗪、六水哌嗪、四乙基胺、异 丙醇胺、氨基丙醇、乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺、羟乙基乙二胺、六亚甲基二 胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺或四亚乙基五胺中的一种或几种。

所述水为去离子水或蒸馏水。所述抛光组合物的pH值为8～12。

本发明提供的抛光组合物主要适用于半导体照明LED芯片衬底、精密仪器 仪表窗口等制造中的蓝宝石晶片抛光，可将各组分混合制成，其具有抛光去除 速率高、循环抛光性能好的特点，循环抛光5小时后晶片去除速率仍达到10微 米/小时以上；经其抛光后的蓝宝石晶片表面光滑，无划痕、麻点等表面缺陷， 表面粗糙度可达到0.3纳米以下。

具体实施方式

下面的实施例可以使本专业技术人员更全面的理解本发明，但不以任何方 式限制本发明。

一种用于蓝宝石晶片的抛光组合物，包含磨料、抛光促进剂、螯合剂、抛 光稳定剂和水。

实施例1～8及对比例1～3的抛光组合物如表1所示。

表1  各实施例、比较例的抛光组合物