用于氮化镓半导体晶片的研磨液及其制备方法技术

本发明专利技术公开了用于氮化镓半导体晶片的研磨液及其制备方法，以重量份计，该研磨液包括：磨料2～3份，磷钼酸钠0.5～1.5份，增稠剂0.5～1份，分散剂0.5～2份，pH调节剂0.5～1.5份，螯合剂1～2份，表面活性剂5～10份，去离子水10～20份；其中，磨料的平均粒径为0.6～0.8μm，是由氧化锆、氧化铝和氧化铈组成的，三者重量比为1：2～3：1.5～2。本发明专利技术各组分协同发挥作用，所得研磨液更适合于氮化镓半导体晶片的加工和研磨，并表现出快速、高效、表面光滑度好的性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种研磨液，具体涉及一种用于氮化镓半导体晶片的研磨液。属于半导体材料加工

技术介绍
氮化镓是一种具有较大禁带宽度的半导体，属于所谓宽禁带半导体之列。它是微波功率晶体管的优良材料，也是蓝色光发光器件中的一种具有重要应用价值的半导体。氮化镓具有宽的直接带隙、强的原子键、高的热导率、化学稳定性好(几乎不被任何酸腐蚀)等性质和强的抗辐照能力，在光电子、高温大功率器件和高频微波器件应用方面有着广阔的前景。如何保持晶面的平整度和高表面光滑性是提高氮化镓半导体器件性能的关键问题，为了实现该效果，现有技术中通常采用研磨、抛光等手段。所谓研磨是用研磨液对器件表面的切削、活性物质的化学作用及工件表面挤压变形等综合作用的结果。研磨液应当具有以下特点：(1)良好的悬浮性，分散性要均匀，在规定的时间内不能产生沉淀、絮凝、分层等问题；(2)良好的流动性，粘度低，易于操作；(3)稀释能力强，便于降低成本，提高生产、方便运输；(4)研磨工艺后，器件表面易于清洗，不造成磨盘印；(5)良好的润滑性，在研磨工艺中降低点划伤与碎片缺点码。现有的研磨液普遍存在以下问题：研磨速度慢、效率低，研磨后晶片出现较深的机械损伤层，经高温腐蚀后，表面会出现很多划道。以上问题严重制约了氮化镓半导体晶片的性能提高。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种用于氮化镓半导体晶片的研磨液。本专利技术还提供了该研磨液的制备方法。为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：用于氮化镓半导体晶片的研磨液，以重量份计，包括：磨料2～3份，磷钼酸钠0.5～1.5份，增稠剂0.5～1份，分散剂0.5～2份，pH调节剂0.5～1.5份，螯合剂1～2份，表面活性剂5～10份，去离子水10～20份；其中，磨料的平均粒径为0.6～0.8μm，是由氧化锆、氧化铝和氧化铈组成的，三者重量比为1：2～3：1.5～2。优选的，所述增稠剂选自淀粉、黄原胶、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素或聚丙烯酸乳液中的任一种或几种。优选的，所述分散剂选自三聚磷酸钠或聚丙烯酸。优选的，所述pH调节剂为有机胺。优选的，所述螯合剂为乙二胺四乙酸二钠。优选的，所述表面活性剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚。进一步优选的，所述表面活性剂为十二烷基聚氧乙烯醚。上述研磨液的制备方法，包括步骤：(1)称取配方量的磨料、磷钼酸钠、增稠剂和分散剂加入混合釜中，升温至30～50℃，搅拌40～60分钟，然后自然冷却至室温；(2)加入配方量的pH调节剂、螯合剂、表面活性剂和去离子水，继续搅拌10～20分钟，均匀分散即得。本专利技术的有益效果：本专利技术的磨粒由氧化锆、氧化铝和氧化铈三者组成，在本专利技术的配比范围内基本保证了较好的研磨效果，并且，本专利技术的粒径范围直接提高了研磨速度。另外，本专利技术还添加了磷钼酸钠，其在氮化镓晶片的表面形成氧化层，氧化层与氮化镓晶片表面相比硬度较低，更容易研磨，磷钼酸钠溶于水，不会产生溶解残渣，也就不会对晶片的平滑性造成不良影响。本专利技术各组分协同发挥作用，所得研磨液更适合于氮化镓半导体晶片的加工和研磨，并表现出快速、高效、表面光滑度好的性能。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术进行进一步的阐述，应该说明的是，下述说明仅是为了解释本专利技术，并不对其内容进行限定。实施例1：用于氮化镓半导体晶片的研磨液，包括：磨料2kg，平均粒径为0.6μm，是由氧化锆、氧化铝和氧化铈组成的，三者重量比为1：2：1.5；磷钼酸钠0.5kg；增稠剂(淀粉)0.5kg；分散剂(三聚磷酸钠)0.5kg；pH调节剂(三乙胺)0.5kg；螯合剂(乙二胺四乙酸二钠)1kg；表面活性剂(十二烷基聚氧乙烯醚)5kg；去离子水10kg。上述研磨液的制备方法，包括步骤：(1)称取配方量的磨料、磷钼酸钠、增稠剂和分散剂加入混合釜中，升温至30℃，搅拌40分钟，然后自然冷却至室温；(2)加入配方量的pH调节剂、螯合剂、表面活性剂和去离子水，继续搅拌10分钟，均匀分散即得。实施例2：用于氮化镓半导体晶片的研磨液，包括：磨料3kg，平均粒径为0.8μm，是由氧化锆、氧化铝和氧化铈组成的，三者重量比为1：3：2；磷钼酸钠1.5kg；增稠剂(黄原胶)1kg；分散剂(聚丙烯酸)2kg；pH调节剂(三乙醇胺)1.5kg；螯合剂(乙二胺四乙酸二钠)2kg；表面活性剂(壬基酚聚氧乙烯醚)10kg；去离子水20kg。上述研磨液的制备方法，包括步骤：(1)称取配方量的磨料、磷钼酸钠、增稠剂和分散剂加入混合釜中，升温至50℃，搅拌60分钟，然后自然冷却至室温；(2)加入配方量的pH调节剂、螯合剂、表面活性剂和去离子水，继续搅拌20分钟，均匀分散即得。实施例3：用于氮化镓半导体晶片的研磨液，包括：磨料2kg，平均粒径为0.8μm，是由氧化锆、氧化铝和氧化铈组成的，三者重量比为1：2：2；磷钼酸钠0.5kg；增稠剂(羟甲基纤维素)1kg；分散剂(三聚磷酸钠)0.5kg；pH调节剂(二乙醇胺)1.5kg；螯合剂(乙二胺四乙酸二钠)1kg；表面活性剂(十二烷基聚氧乙烯醚)10kg；去离子水10kg。上述研磨液的制备方法，包括步骤：(1)称取配方量的磨料、磷钼酸钠、增稠剂和分散剂加入混合釜中，升温至50℃，搅拌40分钟，然后自然冷却至室温；(2)加入配方量的pH调节剂、螯合剂、表面活性剂和去离子水，继续搅拌20分钟，均匀分散即得。实施例4：用于氮化镓半导体晶片的研磨液，包括：磨料3kg，平均粒径为0.6μm，是由氧化锆、氧化铝和氧化铈组成的，三者重量比为1：3：1.5；磷钼酸钠1.5kg；增稠剂(羟乙基纤维素和聚丙烯酸乳液，重量比1：1)0.5kg；分散剂(聚丙烯酸)2kg；pH调节剂(三乙胺)0.5kg；螯合剂(乙二胺四乙酸二钠)2kg；表面活性剂(壬基酚聚氧乙烯醚)5kg；去离子水20kg。上述研磨液的制备方法，包括步骤：(1)称取配方量的磨料、磷钼酸钠、增稠剂和分散剂加入混合釜中，升温至30℃，搅拌60分钟，然后自然冷却至室温；(2)加入配方量的pH调节剂、螯合剂、表面活性剂和去离子水，继续搅拌10分钟，均匀分散即得。实施例5：用于氮化镓半导体晶片的研磨液，包括：磨料2.5kg，平均粒径为0.7μm，是由氧化锆、氧化铝和氧化铈组成的，三者重量比为1：2.5：2；磷钼酸钠1kg；增稠剂(羟甲基纤维素)0.8kg；分散剂(三聚磷酸钠)1.2kg；pH调节剂(三乙醇胺)1kg；螯合剂(乙二胺四乙酸二钠)1.5kg；表面活性剂(十二烷基聚氧乙烯醚)8kg；去离子水15kg。上述研磨液的制备方法，包括步骤：(1)称取配方量的磨料、磷钼酸钠、增稠剂和分散剂加入混合釜中，升温至40℃，搅拌50分钟，然后自然冷却至室温；(2)加入配方量的pH调节剂、螯合剂、表面活性剂和去离子水，继续搅拌15分钟，均匀分散即得。对比例1：用于氮化镓半导体晶片的研磨液，包括：磨料2.5kg，平均粒径为0.7μm，是由氧化锆、氧化铝和氧化铈组成的，三者重量比为1：1.5：1；磷钼酸钠1kg；增稠剂(羟甲基纤维素)0.8kg；分散剂(三聚磷酸钠)1.2kg；pH调节剂(三乙醇胺)1kg；螯合剂(乙二胺四乙酸二钠)1.5kg；表面活性剂(十二烷基聚氧乙烯醚)8kg；去离子水15kg。上本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于氮化镓半导体晶片的研磨液，其特征在于，以重量份计，包括：磨料2～3份，磷钼酸钠0.5～1.5份，增稠剂0.5～1份，分散剂0.5～2份，pH调节剂0.5～1.5份，螯合剂1～2份，表面活性剂5～10份，去离子水10～20份；其中，磨料的平均粒径为0.6～0.8μm，是由氧化锆、氧化铝和氧化铈组成的，三者重量比为1：2～3：1.5～2。

【技术特征摘要】
1.用于氮化镓半导体晶片的研磨液，其特征在于，以重量份计，包括：磨料2～3份，磷钼酸钠0.5～1.5份，增稠剂0.5～1份，分散剂0.5～2份，pH调节剂0.5～1.5份，螯合剂1～2份，表面活性剂5～10份，去离子水10～20份；其中，磨料的平均粒径为0.6～0.8μm，是由氧化锆、氧化铝和氧化铈组成的，三者重量比为1：2～3：1.5～2。2.根据权利要求1所述的研磨液，其特征在于，所述增稠剂选自淀粉、黄原胶、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素或聚丙烯酸乳液中的任一种或几种。3.根据权利要求1所述的研磨液，其特征在于，所述分散剂选自三聚磷酸钠或聚丙烯酸。4.根据权利要求1所述的研磨...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹蕊，
申请(专利权)人：曹蕊，
类型：发明
国别省市：河北;13