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碳化硅（SiC）作為最具代表性的第三代半導(dǎo)體材料，具有寬禁帶、高擊穿電場強(qiáng)度、高熱導(dǎo)率、高飽和電子漂移速度等優(yōu)異的特性，是制作高溫、高頻、大功率、高壓器件的理想材料，廣泛應(yīng)用于光伏、風(fēng)電、軌道交通、新能源汽車、充電樁等電力電子領(lǐng)域。

作為襯底材料，碳化硅晶片的表面質(zhì)量將直接影響到器件性能，因此高質(zhì)量的加工表面是碳化硅材料廣泛應(yīng)用的必備條件。目前為了獲得超光滑、無損傷的碳化硅晶片表面，國內(nèi)外普遍采用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝來加工碳化硅襯底。拋光液是CMP工藝中影響材料去除率和拋光表面質(zhì)量的關(guān)鍵因素。

然而，由于碳化硅晶片材料的硬度大，化學(xué)惰性強(qiáng)，現(xiàn)有的用于碳化硅CMP的拋光液存在材料去除率低，加工表面質(zhì)量差，循環(huán)使用壽命短，拋光液分散性差、易沉降等問題。

近日，大連理工大學(xué)、青海圣諾光電科技有限公司分別取得碳化硅襯底用氧化鋁拋光液相關(guān)專利。

該發(fā)明涉及一種用于碳化硅晶片粗拋的氧化鋁CMP拋光液及其拋光方法，按重量百分比計(jì)，包括如下成分：納米氧化鋁磨料2～10wt.％；分散劑0.2～2wt.％；pH調(diào)節(jié)劑0.001～0.01wt‰；氧化劑的濃度為1～5wt.％。

該發(fā)明通過采用復(fù)配型氧化劑，利用高錳酸鉀氧化碳化硅晶片表面的還原產(chǎn)物二氧化錳來活化過硫酸鉀，使拋光液中產(chǎn)生大量硫酸根自由基，硫酸根自由基的氧化性極強(qiáng)，能夠促進(jìn)拋光液產(chǎn)生連鎖氧化反應(yīng)，進(jìn)一步氧化碳化硅晶片表面，在碳化硅表面形成硬度較低的氧化層，最終在氧化鋁磨料的機(jī)械作用下被去除，進(jìn)而形成超光滑，無損傷的碳化硅晶片表面。

上述納米氧化鋁磨料的粒徑為200～800納米。

該發(fā)明粗拋液包含如下質(zhì)量分?jǐn)?shù)含量的組成：99.99％高純氧化鋁粉體：1％～5％，分散劑0.05％～0.5％，氧化劑1％～3％，活化劑0.1％～1％，緩沖劑0.1％～1％，pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH在2～4，余量為純水，所述粗拋液的制備方法包括以下步驟：將所述的99.99％高純氧化鋁與分散劑按比例混合，持續(xù)攪拌下依次加入氧化劑、緩沖劑、活化劑、pH調(diào)節(jié)劑，將pH調(diào)節(jié)至2～4，并補(bǔ)充純水至需要的固含量，持續(xù)攪1～2h即可。

該發(fā)明提出的酸性碳化硅襯底材料粗拋液，可以適用于無紡布拋光墊配套的碳化硅襯底粗拋，提高襯底的光潔度和晶體完整性，同時(shí)可以去除襯底邊緣的具有劃痕、凹坑、微裂紋等缺陷的損傷層，提高襯底的良率和品質(zhì)。

該發(fā)明所涉及99.99％高純氧化鋁粉體為自制高純材料，經(jīng)過反復(fù)研磨得到表面形貌規(guī)整的氧化鋁，其平均粒徑為150nm～300nm。