[发明专利]一种高平整度、低损伤单晶碳化硅衬底的快速制备方法

权利要求书

1.一种适用于8英寸单晶碳化硅衬底的高平整度、低损伤单晶碳化硅衬底的快速制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

对单晶碳化硅进行全固结磨料加工，然后再进行化学机械抛光处理，获得所述高平整度、低损伤单晶碳化硅衬底；

其中，所述全固结磨料加工包括线切割和砂轮研磨，在所述线切割用切割线上固结磨料颗粒，在所述砂轮研磨用砂轮上固结磨料颗粒；

所述单晶碳化硅衬底的厚度小于200um，所述单晶碳化硅衬底的面型数据：总厚度变化＜10um，局部厚度变化＜2um，弯曲度＜50um，翘曲度＜70um，其中，局部厚度变化是指单晶碳化硅衬底表面的1cm*1cm区域的厚度变化。

2.根据权利要求1所述的一种适用于8英寸单晶碳化硅衬底的高平整度、低损伤单晶碳化硅衬底的快速制备方法，其特征在于，

所述单晶碳化硅衬底的表面粗糙度≤0.10nm、细小划痕不合格方块占比＜10％、凹坑占比＜0.1个/cm²、凸起占比＜0.1个/cm²。

3.根据权利要求1所述的一种适用于8英寸单晶碳化硅衬底的高平整度、低损伤单晶碳化硅衬底的快速制备方法，其特征在于，

所述线切割具体为钻石线切割，其中，在进行钻石线切割过程中使用的冷却液中添加质量百分比浓度为2-10%的磨料颗粒；

所述冷却液中使用的磨料颗粒选自氧化铝、金刚石、碳化硼中的一种或多种，所述磨料颗粒的粒径为50-100nm。

4.根据权利要求3所述的一种适用于8英寸单晶碳化硅衬底的高平整度、低损伤单晶碳化硅衬底的快速制备方法，其特征在于，

所述钻石线切割加工步骤中的切割线张力22-40N，线运行速度1200-1800m/min，摇摆角度1-10°，进刀速度5-15mm/h，钻石线直径0.12-0.28mm。

5.根据权利要求4所述的一种适用于8英寸单晶碳化硅衬底的高平整度、低损伤单晶碳化硅衬底的快速制备方法，其特征在于，

所述钻石线切割加工步骤中的切割线张力30-40N，线运行速度1300-1600m/min，摇摆角度3-8°，进刀速度8-12mm/h，钻石线直径0.15-0.20mm。

6.根据权利要求1所述的一种适用于8英寸单晶碳化硅衬底的高平整度、低损伤单晶碳化硅衬底的快速制备方法，其特征在于，

所述砂轮研磨包括粗磨和精磨两个步骤；

其中，所述粗磨中固结磨料是在研磨砂轮上固结了1000目-5000目的磨料颗粒；

所述精磨中固结磨料是在研磨砂轮上固结了20000目-30000目的磨料颗粒。

7.根据权利要求6所述的一种适用于8英寸单晶碳化硅衬底的高平整度、低损伤单晶碳化硅衬底的快速制备方法，其特征在于，

所述粗磨步骤的研磨砂轮的转速为1000-2000rpm、进刀速度为0.2-1um/s；所述精磨步骤的研磨砂轮的转速1000-2000rpm、进刀速度为0.2-1um/s。

8.根据权利要求1所述的一种适用于8英寸单晶碳化硅衬底的高平整度、低损伤单晶碳化硅衬底的快速制备方法，其特征在于，

所述化学机械抛光为酸性化学机械抛光。

9.根据权利要求8所述的一种适用于8英寸单晶碳化硅衬底的高平整度、低损伤单晶碳化硅衬底的快速制备方法，其特征在于，

所述酸性化学机械抛光处理步骤中使用的抛光液包括：磨料、氧化剂、水溶性酸性聚合物、分散剂和纯净水；

其中，磨料的质量百分比浓度为1-30%；

所述磨料选自氧化硅、氧化铝、钻石颗粒、氧化铈、碳化硅、碳化硼、氧化锆、金刚石中的一种或多种；

所述氧化剂选自双氧水、高锰酸钾、硝酸、盐酸、高氯酸钾中的一种或多种；

所述水溶性酸性聚合物选自羧基聚合物、磺酸基聚合物中一种或多种；

所述分散剂选自高级醇、聚乙烯醇、聚乙二醇中的一种或多种，所述分散剂的质量百分比浓度为0.2~1%。