【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及亚埃级超低损伤表面抛光，具体而言，尤其涉及一种单晶硅亚埃级超低损伤表面抛光用的绿色环保抛光液及应用。
技术介绍
1、单晶硅具有完整的点阵结构、良好的热氧化性能、高空腔迁移率和低缺陷密度，在集成电路、半导体和微电子工业中有着广泛的应用前景。随着硅基元件向更小尺寸发展，表面积与体积之比也相应增加。因此，表面质量对物理和化学性能的影响越来越明显，因此，这些精密部件需要超光滑的表面和超低损伤层。
2、在单晶硅制造中工艺中，化学机械抛光技术通常作为获得高质量表面的关键工序。现阶段，抛光单晶硅用的抛光液多是含有氢氟酸、硝酸、硫酸、氢氧化钠、氢氧化钾等强腐蚀性化学试剂。有些抛光液中还含有四甲基氢氧化铵等其他有毒添加剂。这些抛光液虽然对单晶硅有着不错的抛光效率，但无法使单晶硅获得超低损伤的亚埃级表面，同时由于抛光液含强腐蚀性和毒性试剂，给操作人员带来潜在危害时，还会造成严重的环境污染，相悖于当今的绿色加工制造理念。为此，急需一种针对单晶硅亚埃级表面抛光的绿色环保抛光液，以满足微型芯片等极端高要求应用场合用的单晶硅超低表面损伤的表面加工。
技术实现思路
1、针对现有的用于单晶硅抛光的抛光液存在的弊端，本专利技术提出一种针对单晶硅亚埃级表面抛光用的绿色环保抛光液及应用。
2、本专利技术采用的技术手段如下：
3、一种单晶硅亚埃级表面抛光用的绿色环保抛光液，包括磨粒、还原剂、分散剂、增稠剂、ph调节剂和去离子水，
4、其中，
5、磨
6、还原剂为碳酸亚铁、过氧化氢、氧化铁和氢气中的至少一种；
7、分散剂为焦磷酸钠、六偏磷酸钠、山梨醇和聚乙二醇中的至少一种；
8、增稠剂为羧甲基纤维素钠、果胶、黄原胶、瓜尔胶、刺槐豆胶和卡拉胶中的至少一种；
9、ph调节剂为食用碱、小苏打和三乙醇胺中至少的一种，通过，ph调节剂将抛光液的ph调至8-11。
10、进一步地，所述磨粒的重量百分比为抛光液的0.01～20％，所述还原剂的重量百分比为抛光液的0.1-15％，所述分散剂的重量百分比为抛光液的0.1-10％，所述增稠剂的重量百分比为抛光液的0.01-1.0％，余量为去离子水；抛光液的ph为8～11。
11、进一步地，所述磨粒的粒径为20-200nm。
12、本专利技术还提供了上述绿色环保抛光液的应用，具体应用于单晶硅亚埃级表面抛光。
13、本专利技术所采用的成分原因如下：
14、所述的磨粒包括粒径20-200nm氧化铈和氧化硅。氧化铈和氧化硅抛光液在抛光硅材料时，可通过在单晶硅表面形成特殊的ce-o-si或si-o-si化学键配合机械作用去除材料表面不平整的原子层，最终实现硅片表面的材料去除。
15、所述还原剂为碳酸亚铁、过氧化氢、氧化铁和氢气中的至少一种。氧化铈磨粒中的铈元素存在三价和四价两种价态，因此氧化铈也具有较强的氧化性，其中三价铈对硅材料的抛光有着有优异的促进作用，但氧化铈中的三价铈只存在少部分。通过碳酸亚铁、30％过氧化氢、氧化铁和氢气等还原剂，可以将抛光液里氧化铈中的部分四价铈还原为三价铈，促进抛光的效率和质量。
16、所述分散剂为焦磷酸钠、六偏磷酸钠、山梨醇和聚乙二醇中的至少一种。在抛光过程中不均匀的抛光液分散，会形成磨粒的团聚，在抛光过程中对硅晶片造成划痕，焦磷酸钠、六偏磷酸钠、山梨醇或聚乙二醇具有良好的分散作用，可以使纳米磨料颗粒更均匀的分散在抛光液中。
17、所述增稠剂为羧甲基纤维素钠、果胶、黄原胶、瓜尔胶、刺槐豆胶和卡拉胶中的至少一种。羧甲基纤维素钠、果胶、黄原胶、瓜尔胶、刺槐豆胶或卡拉胶可以有效提升抛光液的粘稠性、稳定性和磨粒的分散性。此外，在抛光过程中还可以为磨粒提供退让的空间，减轻磨粒锐性对硅片表面造成划伤。
18、所述ph调节剂为食用碱、小苏打和三乙醇胺中至少的一种。碱性的抛光液环境可以促进硅片表面形成硅酸盐软质层，在磨粒和抛光垫的机械作用下，软质层容易被去除，可更快地实现硅片表面的材料去除。
19、所述去离子水为去处理离子杂质后的纯水。
20、基于上述抛光液，加工过程中通过柔和的化学腐蚀与机械划擦耦合作用，对单晶硅表面进行超光滑超低损伤抛光，抛光后，单晶硅可获得比纳米级更优异的亚埃级表面。
21、与现有的用于单晶硅化学机械抛光的抛光液相比，本专利技术具有以下明显地有益效果：
22、1.本专利技术所包含成分不含强酸强碱或有毒试剂，绿色环保，对使用者不会造成潜在伤害，不会污染环境。契合当下推行的绿色制造理念。
23、2.本专利技术抛光效果显著。利用本专利技术对单晶硅片进行抛光，可以获得比纳米级更优异的超光滑超低损伤的亚埃级表面。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种单晶硅亚埃级表面抛光用的绿色环保抛光液，其特征在于，包括磨粒、还原剂、分散剂、增稠剂、pH调节剂和去离子水，
2.根据权利要求1所述的单晶硅亚埃级表面抛光用的绿色环保抛光液，其特征在于，所述磨粒的重量百分比为抛光液的0.01～20％，所述还原剂的重量百分比为抛光液的0.1-15％，所述分散剂的重量百分比为抛光液的0.1-10％，所述增稠剂的重量百分比为抛光液的0.01-1.0％，余量为去离子水；抛光液的pH为8～11。
3.根据权利要求1所述的单晶硅亚埃级表面抛光用的绿色环保抛光液，其特征在于，所述磨粒的粒径为20-200nm。
4.一种如权利要求1-3任意权利要求所述的绿色环保抛光液的应用，其特征在于，应用于单晶硅亚埃级表面抛光。
【技术特征摘要】
1.一种单晶硅亚埃级表面抛光用的绿色环保抛光液，其特征在于，包括磨粒、还原剂、分散剂、增稠剂、ph调节剂和去离子水，
2.根据权利要求1所述的单晶硅亚埃级表面抛光用的绿色环保抛光液，其特征在于，所述磨粒的重量百分比为抛光液的0.01～20％，所述还原剂的重量百分比为抛光液的0.1-15％，所述分散剂的重量百分比为抛光液的0.1-...
【专利技术属性】
技术研发人员：张振宇，崔祥祥，孟凡宁，石春景，周红秀，冯俊元，童丁毅，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。