蓝宝石衬底材料表面粗糙度的控制方法技术

本发明专利技术公开了一种化学作用强、粗糙度低、无划伤，且成本低的蓝宝石衬底材料表面粗糙度的控制方法。本发明专利技术选用碱性介质、粒径１５～４０ｎｍＳｉＯ↓［２］磨料、ｐＨ值１１～１３．５、ＦＡ／Ｏ等型表面活性剂来制备抛光液。用两步抛光法，在同一台抛光机上第一步粗抛：在４０～６０℃温度、４０～１２０ｒｐｍ转速、０．１０～０．２０ＭＰａ、１００～５０００ｍｌ／ｍｉｎ流量下可实现高去除，第二步采用流量８００ｇ～５Ｋｇ／ｍｉｎ、温度２０～３０℃、压力０．０５～０．１Ｍｐａ条件下进行抛光１～１０ｍｉｎ；大流量、低温、低压下精抛可实现低粗糙的表面控制要求。

【技术实现步骤摘要】
蓝宝石衬底材料表面粗糙度的控制方法
本专利技术属于化学机械抛光技术，特别是涉及一种蓝宝石衬底材料表面粗糙度的控制方法。
技术介绍
蓝宝石单晶(Sapphire)，又称白宝石，分子式为Al2O3，透明，与天然宝石具有相同的光学特性和力学性能，有着很好的热特性，极好的电气特性和介电特性，并且防化学腐蚀，对红外线透过率高，有很好的耐磨性，硬度仅次于金刚石，达莫氏9级，在高温下仍具有较好的稳定性，熔点为2030℃，所以被广泛应用于工业、国防、科研等领域，越来越多地用作固体激光、红外窗口、半导体芯片的衬底片、精密耐磨轴承等高
中零件的制造材料。作为继Si、GaAs之后的第三代半导体材料的GaN，其在器件上的应用被视为20世纪90年代后半导体最重大的事件，它使半导体发光二极管与激光器上了一个新台阶，由于GaN很难制备体材料，必须在其它衬底材料上生长薄膜，作为GaN的衬底材料有多种，包括蓝宝石、碳化硅、硅、氧化镁、氧化锌等，其中蓝宝石是最主要的衬底材料，目前已能在蓝宝石上外延出高质量的GaN材料，并已研制出GaN基蓝色发光二极管及激光二极管。蓝宝石由于其硬度高且脆性大，机械加工困难。而蓝宝本文档来自技高网...

【技术保护点】
蓝宝石衬底材料抛光表面粗糙度的控制方法，其特征是，在同一台抛光机上使用二步抛光法，包括以下步骤：（１）第一步使用粗抛液进行抛光：ａ．将粒径１５～４０ｎｍ的ＳｉＯ↓［２］磨料用不同倍数的去离子水稀释，去离子水含量０～９８％；　 　ｂ．用碱性调节剂调整上述溶液使ｐＨ值在１１～１３．５范围内；ｃ．在调整完ｐＨ后，边搅拌边加入１．５～２０％的醚醇类活性剂；ｄ．使用上述粗抛液在４０～６０℃温度、４０～１２０ｒｐｍ转速、０．１０～０．２０ＭＰａ、１００～ ５０００ｍｌ／ｍｉｎ流量的抛光工艺条件下，在抛光机上对蓝宝石衬底材料进行抛光０．５～...

【技术特征摘要】
1.蓝宝石衬底材料抛光表面粗糙度的控制方法，其特征是，在同一台抛光机上使用二步抛光法，包括以下步骤：(1)第一步使用粗抛液进行抛光：a.将粒径15～40nm的SiO2磨料用不同倍数的去离子水稀释，去离子水含量0～98％；b.用碱性调节剂调整上述溶液使pH值在11～13.5范围内；c.在调整完pH后，边搅拌边加入1.5～20％的醚醇类活性剂；d.使用上述粗抛液在40～60℃温度、40～120rpm转速、0.10～0.20MPa、100～5000ml/min流量的抛光工艺条件下，在抛光机上对蓝宝石衬底材料进行抛光0.5～3h；(2)第二步使用精抛液进行抛光：a.选用粒径15～25nm、浓度1～50％、硬度低6～7的SiO2磨料；b.用碱性调节剂调pH...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉岭，牛新环，檀柏梅，刘钠，
申请(专利权)人：天津晶岭微电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]