抛光液及其制备方法与应用技术

本公开提供了一种抛光液及其制备方法与应用，涉及化学机械抛光技术领域，旨在解决抛光液对衬底的抛光中，表面粗糙度和去除速率不能同时满足使用需求的问题。所述抛光液中各原料的质量份数含量组成包括：1份～3份的球形二氧化硅，70份～80份的多元醇，0.3份～0.5份的硝酸盐，0.3份～0.8份的高锰酸钾，2份～6份的双氧水，0.02份～0.05份的二氧化锰，0.2份～0.5份的尿素，0.1份～0.3份的草酸，0.5份～2.0份的pH调节剂,0.5份～2.0份的缓蚀剂,以及10份～30份的水；所述抛光液的pH取值范围为3.0～3.5。上述抛光液应用于碳化硅衬底抛光。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及化学机械抛光，尤其涉及一种抛光液及其制备方法与应用。

技术介绍

1、高电子迁移率晶体管(high-electron-mobility transistor，hemt)主要用于电子设备中的功率放大器件。例如，在电子设备的射频调制电路中所产生的射频信号功率很小，需要经过一系列的放大，获得足够的射频功率以后，才能馈送到天线上辐射出去。为了获得足够大的射频功率，必须采用射频功率放大器对射频信号进行功率放大。射频功率放大器在雷达、无线通信、导航、卫星通讯、电子对抗等系统的设备中有着广泛的应用，是现代无线通信的关键器件。

2、传统的第三代/第四代移动通信技术(3rd-generation of wirelesscommunications technologies，3g)/4g时代，射频功率放大器是基于硅(si)或者砷化镓(gaas)材料的器件，在5g时代，基于氮化镓(gan)的高电子迁移率晶体管以高性能特点广泛应用于基站等设备。其中，基于氮化镓的hemt通常是通过外延生长制作于高纯度的碳化硅(sic)衬底上的。

3、碳化硅衬底的典型制备方法包括以下工站：物理气相运输法(physical vaportransport process，pvt)晶体生长，晶体定向，多线切割，倒角和退火，dmp减薄，化学机械抛光(chemical mechanical polishing,cmp)，spm和rca最终清洗。其中cmp作为衬底加工重要工站起着非常重要的作用，它是目前最主要平坦化抛光技术，决定衬底表面粗糙度。

技术实现思路

1、本公开的实施例提供一种抛光液及其制备方法与应用，旨在解决抛光液对衬底的抛光中，表面粗糙度和去除速率不能同时满足使用需求的问题。

2、为达到上述目的，本公开的实施例采用如下技术方案：

3、一方面，提供一种抛光液，所述抛光液中各原料的质量份数含量组成包括：1份～3份的球形二氧化硅，70份～80份的多元醇，0.3份～0.5份的硝酸盐，0.3份～0.8份的高锰酸钾，2份～6份的双氧水，0.02份～0.05份的二氧化锰，0.2份～0.5份的尿素，0.1份～0.3份的草酸，0.5份～2.0份的ph调节剂,0.5份～2.0份的缓蚀剂,以及10份～30份的水；所述抛光液的ph取值范围为3.0～3.5。

4、本公开的上述实施例所提供的抛光液采用的球形二氧化硅含量较低，球形二氧化硅的固含量范围为0.5％～2％，这样可以防止划伤衬底，使得衬底达到较好粗糙度。另外，采用二氧化锰作催化剂，在双氧水和高锰酸钾存在下加速体系化学反应，同时低ph值能够加快对衬底表面的腐蚀，进而达到较好的抛光去除速率和良好的表面粗糙度。

5、在一些实施例中，所述球形二氧化硅的粒径范围为30nm～130nm。

6、在一些实施例中，所述多元醇包括：乙二醇、丙二醇、丁二醇、三羟甲基丙烷和甘油中的至少一种。

7、在一些实施例中，所述硝酸盐包括：硝酸钾、硝酸钠和硝酸铁中的至少一种。

8、在一些实施例中，所述ph调节剂包括：硝酸溶液，或硝酸和柠檬酸的混合溶液。

9、在一些实施例中，所述缓蚀剂包括：醋酸钠、醋酸钾和醋酸锰中的至少一种。

10、在一些实施例中，抛光液还包括：0.5份～0.2份的分散剂、0.5份～0.2份的表面活性剂和0.2份～0.5份的消泡剂。

11、在一些实施例中，所述分散剂包括：聚乙二醇、甲基戊醇、脂肪酸聚乙二醇酯和聚丙烯酰胺中的至少一种；所述表面活性剂包括：十二烷基苯磺酸钠和硬脂酸中的至少一种；所述消泡剂包括：非硅型消泡剂、有机硅型消泡剂和聚醚型消泡剂中的至少一种。

12、另一方面，提供一种抛光液制备方法，该方法包括：制备球形二氧化硅；制备载体溶液；取球形二氧化硅添加至载体溶液中，加入消泡剂，超声并搅拌处理；采用ph调节剂调节ph值为3.0～3.5，并加入缓蚀剂，得到抛光液。

13、其中，所述制备载体溶液包括：取多元醇和去离子水加入反应釜，搅拌；向反应釜加入硝酸盐、高锰酸钾、双氧水、二氧化锰、表面活性剂和分散剂，搅拌；向反应釜加入尿素和草酸，静置，得到载体溶液。

14、在一些实施例中，所述制备球形二氧化硅包括：取硅酸酯和无水乙醇混合，搅拌；加入去离子水、尿素和分散剂，调节ph值范围为9.5～12；加入反应釜中，240℃～300℃温度条件下保温3小时～5小时；固液分离，烘干后转移至高温炉，在1200℃～1300℃温度条件下煅烧4小时～8小时；球磨处理，得到球形二氧化硅。

15、又一方面，提供一种如上任一实施例所述的抛光液在碳化硅衬底抛光领域中的应用。

16、可以理解地，本公开的上述实施例提供的抛光液制备方法及应用所能达到的有益效果可参考上文中抛光液的有益效果，此处不再赘述。

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【技术保护点】

1.一种抛光液，其特征在于，所述抛光液中各原料的质量份数含量组成包括：

2.根据权利要求1所述的抛光液，其特征在于，所述球形二氧化硅的粒径范围为30nm～130nm。

3.根据权利要求1所述的抛光液，其特征在于，所述多元醇包括：乙二醇、丙二醇、丁二醇、三羟甲基丙烷和甘油中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的抛光液，其特征在于，所述硝酸盐包括：硝酸钾、硝酸钠和硝酸铁中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的抛光液，其特征在于，所述pH调节剂包括：硝酸溶液，或硝酸和柠檬酸的混合溶液。

6.根据权利要求1所述的抛光液，其特征在于，所述缓蚀剂包括：醋酸钠、醋酸钾和醋酸锰中的至少一种。

7.根据权利要求1～6任一项所述的抛光液，其特征在于，还包括：0.5份～0.2份的分散剂、0.5份～0.2份的表面活性剂和0.2份～0.5份的消泡剂。

8.根据权利要求7所述的抛光液，其特征在于，

9.一种抛光液制备方法，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的抛光液制备方法，其特征在于，所述制备球形二氧化硅，包括：

11.一种如权利要求1～8任一项所述的抛光液在碳化硅衬底抛光领域中的应用。

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【技术特征摘要】

1.一种抛光液，其特征在于，所述抛光液中各原料的质量份数含量组成包括：

2.根据权利要求1所述的抛光液，其特征在于，所述球形二氧化硅的粒径范围为30nm～130nm。

3.根据权利要求1所述的抛光液，其特征在于，所述多元醇包括：乙二醇、丙二醇、丁二醇、三羟甲基丙烷和甘油中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的抛光液，其特征在于，所述硝酸盐包括：硝酸钾、硝酸钠和硝酸铁中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的抛光液，其特征在于，所述ph调节剂包括：硝酸溶液，或硝酸和柠檬酸的混合溶液。

6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹兴，万玉喜，胡浩林，曾威，王晓萍，
申请(专利权)人：深圳平湖实验室，
类型：发明
国别省市：