[发明专利]一种SiC单晶片研磨用水基研磨液及其制备方法

说明书

一种SiC单晶片研磨用水基研磨液及其制备方法，将初始研磨液置于SiC单晶片研磨装置中，并放入SiC单晶片或与SiC单晶片硬度大体一致的块状物质，进行研磨作业至满足第一条件即得水基研磨液。将本申请中的初始研磨液进行研磨处理后得到水基研磨液，利用水基研磨液对SiC单晶片双面研磨加工，晶片表面产生的损伤和划痕数量少、程度低，对后续加工工序影响低，提高抛光效率；同时该研磨液分散均匀，状态稳定，加工SiC单晶片去除率快，可循环使用，磨料寿命长。

技术领域

本申请属于超精表面研磨抛光技术领域，具体涉及一种SiC单晶片研磨用水基研磨液的制备方法。

背景技术

碳化硅单晶是最重要的第三代半导体材料之一，因其具有禁带宽度大、饱和电子迁移率高、击穿场强大、热导率高等优异性质，而被广泛应用于电力电子、射频器件、光电子器件等领域。当作为外延薄膜衬底时，外延生长对衬底依赖性很强，衬底上很小的缺陷也会破坏碳化硅单晶表面的周期性，蔓延并扩展到薄膜上，并严重影响薄膜质量。即使是作为籽晶，生长出来的块体单晶材料也会受到衬底严重影响，衬底表面上的所有缺陷，一般会被原样复制到新的外延材料中。

为了获得高质量的薄膜和块体单晶，目前主要采用的磨抛方法。陈小龙等人提出研磨抛光对晶片进行氢饰，但是这种方法对机械抛光过程中留下的较深划痕，作用不大。另外，林岳明等人提出晶片研磨后进行等离子蚀刻，该方法利用等离子体轰击碳化硅表面，去除研磨过程中形成的损伤层，这种方法去除率很高，但往往会在去除损伤层的同时引入新的损伤和缺陷。

在CN101161800A中公开了一种水悬浮磨削液，以水为基质，在阴离子型表面活性剂的作用下，使细度≥1200目的碳化硅粉或/和金刚石粉均匀分散，形成水悬浮磨削液。当硬材料颗粒细度≥5000目时，便是抛光液。悬浮液中阴离子型表面活性剂1～15％，碳化硅粉或/和金刚石粉20～50％，余为水。本悬浮液以水为基质，粘度可调，也就是说切削速度可变，不仅提高了切割效率，而且适用范围广泛。既适用于硬质材料的切割、抛光，又适用于晶体材料的切割、抛光。该申请只是用研磨液进行研磨，但是对研磨液的最佳研磨状态没有进行探究，这样研磨效果并不能达到最佳效果。

在CN103013345A中公开了油性金刚石研磨液及其制备方法，该研磨液含有以下组分：金刚石微粉、表面活性剂、分散剂、pH值调节剂、润湿剂和油，各组分的重量配比(wt.)为：金刚石微粉：0.001％-10％；表面活性剂：0.001％-20％；分散剂：0-20％；pH值调节剂：0-10％；润湿剂：0-10％；其余为油。主要应用于碳化硅晶片、LED蓝宝石衬底片、陶瓷、光纤、模具及半导体化合物晶片等表面的研磨抛光。使用本发明提供的研磨液可大大的提高抛光效率，分散性能好，可以长期保持均匀稳定状态，用其抛光后产品光洁度高，抛光效果好并且不含对人体有害成分，易于清洗，有利于环保。该申请只是公开了研磨液的组分，并没有研究研磨液使用时如何达到最佳研磨状态。

现有技术中的申请文件大都只是对研磨液的组分配方进行探究，但是都没有对研磨液进行处理使研磨液使用状态最佳；也未在实际应用场景中对其进行处理；而且并未公开如何在低成本的前提下，得到适宜的研磨液的方法，进而达到利用该研磨液进行研磨降低晶体表面的损伤和划痕的作用。

申请内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种SiC单晶片研磨用水基研磨液及其制备方法：其中水基研磨液的制备方法为：将初始研磨液置于SiC单晶片研磨装置中，并放入SiC单晶片或与SiC单晶片硬度大体一致的块状物质，进行研磨作业至满足第一条件即得水基研磨液。SiC单晶片硬度大体一致的材料指的是莫氏硬度不小于9、小于10的材料。其中块状指的是片状、块状、颗粒状等常见的具有一定粒径的普通形状。