抛光液及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种抛光液及其制备方法。该抛光液含有磨料、氧化剂、润滑剂、螯合剂、及水。所述抛光液具有抛光速率高和通用性强的优点。

【技术实现步骤摘要】
抛光液及其制备方法
本专利技术涉及半导体材料抛光
，尤其涉及一种适用于III-V族半导体材料的抛光液及其制备方法。
技术介绍
1952年，Welker等发现了Ⅲ族和Ⅴ族元素形成的化合物(即，半导体)。某些半导体材料，如砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)、氮化镓(GaN)、磷化镓(GaP)等，具有锗(Ge)和硅(Si)所不具备的优越特性，并在微波及光电器件领域有着广泛的应用。因而，这引起人们对半导体材料的广泛注意。GaAs是最重要、用途最广泛的半导体材料，也是目前研究最成熟、生产量最大的半导体材料。GaAs具有电子迁移率高、禁带宽度大、工作温度高、光电特性好、本征载流子浓度低、耐热、抗辐射性能好等优点，被广泛地应用于微波二极管、集成电路、光探测器、相控阵雷达、高效太阳能电池等方面，并在移动电话、光纤通信、汽车自动化、军事航空等领域起着关键的作用。InP具有电子漂移速度快，负阻效应显著等优点。相较于GaAs，InP还具有转换效率高、工作频率的极限比高、热导率高、噪声特性好、电子迁移率高等优点。因此，InP不仅可用于制作光电器件、光电集成电路，还是微波器件、高速、高频器件的理想衬底材料。当InP用于太阳能电池材料时，不仅具有较高的转换效率，还具有比GaAs和Si等更优越的抗辐射性能，因此，InP特别适于空间应用。GaN具有直接带隙宽、原子键强、热导率高、及抗辐照能力强等性质，不仅可作为短波长光电子材料，还可作为高温半导体器件的换代材料。此外，GaN还具有更好的发光性能，可作为蓝光和白光发光器件的主流材料，在蓝光发光领域已取代碳化硅。同时，在微波功率放大领域，GaN的输出微波功率比GaAs和Si高出一个数量级以上。GaP的发光现象是间接跃迁材料中研究的最为透彻的。前市场主要供应的红、绿色普通LED，主要采用GaP作为衬底材料。由GaP制作的LED，在节约能源、减少污染、改善人们的生活环境等方面都有着重大的意义。随着材料技术的不断发展和成熟，新材料层出不穷。InGaN系合金的生成，InGaNAlGaN双异质结LED，InGaN单量子阱LED，InGaN多量子阱LD等相继开发成功。人们可以用三种或四种元素人工合成混晶半导体薄层单晶材料，调节这些元素的比例就可以得到想要的禁带宽度和晶格常数，以满足不同的性能要求。得到高质量的晶片是以上各种半导体材料得以应用的前提。晶片是对晶体材料进行线切割、研磨、抛光、及清洗等处理得到的。想要获得高精度的晶片，抛光是关键性的工序。目前，大多是采用化学机械抛光工艺对晶片进行抛光处理。具体的，通过化学腐蚀和机械磨削的协同效应作用于晶片的表面，用于解决上步工序造成的表面损伤层、表面不平整等缺陷，并显著降低表面应力和粗糙度，从而获得原子级表面，以便于后道工序的展开。抛光液是影响抛光效果的关键要素。目前，半导体材料的抛光液，基本还是依赖于进口。这主要是因为国内抛光液存在抛光速率低、容易形成表观缺陷、离子污染等缺陷。而且，国内抛光液还具有通用性差，一种抛光液只适用于对某一种材质的晶片进行抛光的问题。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术提供了一种抛光液及其制备方法，旨在一定程度上解决现有技术中抛光液的抛光速率低及通用性差的技术问题。为了解决上述问题，本专利技术提出一种抛光液，该抛光液含有：磨料、氧化剂、润滑剂、螯合剂、及水。在一些实施例中，所述抛光液含有量百分比含量为10～20％的磨料、质量百分比含量为1～10％的氧化剂、质量百分比含量为1～5％的润滑剂、质量百分比含量为0.001～1％的螯合剂、及质量百分比含量为60～85％的水。在一些实施例中，所述磨料为氧化铝、氧化铈、二氧化硅、碳化硅、及金刚石中的至少一种；且/或所述磨料的粒径为10～100nm；且/或所述磨料的浓度为5～50％。在一些实施例中，所述氧化剂为过氧化氢、过氧乙酸、过碳酸钠、过硫酸铵、过硼酸钠、硝酸铁、碘酸钾、三氯化铝、次氯酸钠、高锰酸钾、次溴酸、及次碘酸中的至少一种；且/或所述润滑剂为乙二醇、丙二醇、丁二醇、丙三醇、一缩二乙二醇、一缩二丙二醇、及一缩二丁二醇中的至少一种；且/或所述螯合剂为氨基三乙酸、苯并三氮唑、苯并咪唑、苯并噻唑、乙二胺四乙酸及其盐、二亚乙基三胺五乙酸及其盐、苹果酸及其盐、酒石酸及其盐、琥珀酸及其盐、丙二酸及其盐、丁二酸及其盐、草酸、三聚磷酸钠、二羟乙基甘氨酸、及亚氨基二琥珀酸四钠中的至少一种。在一些实施例中，所述抛光液还含有质量百分比含量为0.01～2％的pH调节剂，所述pH调节剂为硫酸及其弱碱盐、硝酸及其弱碱盐、盐酸及其弱碱盐、氢氧化钠及其弱酸盐、氢氧化钾及其弱酸盐中的至少一种；且/或所述抛光液的pH值为10～12。在一些实施例中，所述抛光液还含有质量百分比含量为0.001～1％的杀菌剂，所述杀菌剂为1.2-苯并异噻唑啉-3-酮、辛基己基甘油、碘代丙炔基氨基甲酸丁酯、1.3-二羟甲基-5.5-二甲基已内酰胺、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉酮、重氮咪唑烷基脲、乙二醇单苯醚、山梨酸钾、尼泊金甲酯、脱氢乙酸钠、及丙酸钙中的至少一种；且/或所述抛光液还含有质量百分比含量为0.1～2％的分散剂，所述分散剂为超分散剂；且/或所述抛光液还含有质量百分比含量为0.01～2％的表面活性剂，所述表面活性剂为吐温、司班、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠、十二烷基二甲基苄基氯化铵、3-磺丙基十四烷基二甲基甜菜碱、及椰油酰胺基丙基甜菜碱中的至少一种。本专利技术还提供一种抛光液的制备方法，其包括以下步骤：提供磨料；向所述磨料中加入水，得到磨料浓缩液；及用水稀释所述磨料浓缩液，向稀释后的磨料浓缩液中加入氧化剂、润滑剂、及螯合剂，制得所述抛光液。在一些实施例中，所述磨料浓缩液中，磨料与水的质量比为1：1.5～2.5；且/或所述磨料为氧化铝、氧化铈、二氧化硅、碳化硅、及金刚石中的至少一种；且/或所述磨料的粒径为10～100nm；且/或所述磨料的浓度为5～50％；且/或所述稀释后的磨料浓缩液中的磨料与水的质量比为1：3～8。在一些实施例中，所述抛光液的制备方法还包括向稀释后的磨料浓缩液中加入pH调节剂、杀菌剂、表面活性剂、及分散剂中至少一种的步骤。在一些实施例中，所述pH调节剂为硫酸及其弱碱盐、硝酸及其弱碱盐、盐酸及其弱碱盐、氢氧化钠及其弱酸盐、氢氧化钾及其弱酸盐中的至少一种；且/或所述抛光液的pH值为10～12；且/或所述杀菌剂为1.2-苯并异噻唑啉-3-酮、辛基己基甘油、碘代丙炔基氨基甲酸丁酯、1.3-二羟甲基-5.5-二甲基已内酰胺、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉酮、重氮咪唑烷基脲、乙二醇单苯醚、山梨酸钾、尼泊金甲酯、脱氢乙酸钠、及丙酸钙中的至少一种；且/或所述分散剂为超分散剂；且/或所述表面活性剂为吐温、司班、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抛光液，其特征在于，该抛光液含有磨料、氧化剂、润滑剂、螯合剂、及水。/n

【技术特征摘要】
1.一种抛光液，其特征在于，该抛光液含有磨料、氧化剂、润滑剂、螯合剂、及水。


2.根据权利要求1所述的抛光液，其特征在于，所述抛光液含有量百分比含量为10～20％的磨料、质量百分比含量为1～10％的氧化剂、质量百分比含量为1～5％的润滑剂、质量百分比含量为0.001～1％的螯合剂、及质量百分比含量为60～85％的水。


3.根据权利要求1所述的抛光液，其特征在于，所述磨料为氧化铝、氧化铈、二氧化硅、碳化硅、及金刚石中的至少一种；且/或
所述磨料的粒径为10～100nm；且/或
所述磨料的浓度为5～50％。


4.根据权利要求1至3任一项所述的抛光液，其特征在于，所述氧化剂为过氧化氢、过氧乙酸、过碳酸钠、过硫酸铵、过硼酸钠、硝酸铁、碘酸钾、三氯化铝、次氯酸钠、高锰酸钾、次溴酸、及次碘酸中的至少一种；且/或
所述润滑剂为乙二醇、丙二醇、丁二醇、丙三醇、一缩二乙二醇、一缩二丙二醇、及一缩二丁二醇中的至少一种；且/或
所述螯合剂为氨基三乙酸、苯并三氮唑、苯并咪唑、苯并噻唑、乙二胺四乙酸及其盐、二亚乙基三胺五乙酸及其盐、苹果酸及其盐、酒石酸及其盐、琥珀酸及其盐、丙二酸及其盐、丁二酸及其盐、草酸、三聚磷酸钠、二羟乙基甘氨酸、及亚氨基二琥珀酸四钠中的至少一种。


5.根据权利要求1至3任一项所述的抛光液，其特征在于，所述抛光液还含有质量百分比含量为0.01～2％的pH调节剂，所述pH调节剂为硫酸及其弱碱盐、硝酸及其弱碱盐、盐酸及其弱碱盐、氢氧化钠及其弱酸盐、氢氧化钾及其弱酸盐中的至少一种；且/或
所述抛光液的pH值为10～12。


6.根据权利要求1至3任一项所述的抛光液，其特征在于，所述抛光液还含有质量百分比含量为0.001～1％的杀菌剂，所述杀菌剂为1.2-苯并异噻唑啉-3-酮、辛基己基甘油、碘代丙炔基氨基甲酸丁酯、1.3-二羟甲基-5.5-二甲基已内酰胺、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉酮、重氮咪唑烷基脲、乙二醇单苯醚、山梨酸钾、尼泊金甲酯、脱氢乙酸钠、及丙酸钙中的至少一种；且/或
所述抛光液还含有质量百...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄永庆，杨莹，
申请(专利权)人：深圳市朗纳研磨材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44