【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及碳化硅衬底抛光磨料，具体为一种用于单晶碳化硅衬底精抛的cmp抛光液及其制备方法。
技术介绍
1、碳化硅作为第三代半导体，与传统的半导体相比，单晶碳化硅具有禁宽度大，击穿电场高，热导率高，饱和电子漂移速率高等优点，可满足在高频，高功率，高温，抗辐射集成电子器件方面的需求，在航空航天、新能源汽车、5g基站等科学
有广阔的应用前景，传统半导体是无法替代的。碳化硅晶体的加工质量和加工精度直接影响元器件的使用性能，碳化硅晶体作为衬底材料时，要求加工表面超光滑、无缺陷、无损伤。然而，由于碳化硅硬度高(莫氏硬度为9.2-9.5)，脆性大，化学性质稳定，在常温下不与酸碱发生化学反应，使碳化硅晶体抛光具有较大困难。
2、对于碳化硅晶体的抛光，很多学者做了相应研究，专利cn111574927a公开了一种含还原剂的碳化硅抛光液及其制备方法和应用，该专利关键点是通过添加有机酸类还原剂制备碳化硅抛光液，浆料ph调节为弱酸性。该专利存在的缺陷是抛光速率慢，平均速率在2μm/h以下，表面粗糙度没有给出明确的数据，所用磨料均为高硬度磨料，应用在碳化硅晶体粗抛中，对于碳化硅精密抛光不适用。并且，一般还原剂在碳化硅抛光中，对于硅面与碳面的腐蚀都比较弱，尤其是硅面，还原剂很难使si-c键断开，达到快速去除的目的。专利cn111748285a公开了一种含高铁酸盐的碳化硅抛光液及其制备，该专利关键点是通过添加高铁酸盐作为氧化剂，通过氧化性来氧化硅面与碳面，浆料ph调节为弱酸性，该专利存在的缺陷是抛光速率慢，抛光速率在2μm/h以下，表面粗
3、针对上述现有技术中的不足，本专利技术开发一款用于碳化硅衬底精抛的cmp抛光液，浆料ph为6-9，硅面抛光速可达1.3μm/h，最优表面粗糙度sa可达0.2nm以下，所用磨料为复合磨料，中性偏弱碱性抛光液对使用设备通用性高，所用原料易处理，对环境无污染，生产工艺简便，易于产业化。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种用于单晶碳化硅衬底精抛的cmp抛光液及其制备方法，该抛光液浆料ph为6-9，硅面抛光速可达1.3μm/h，最优表面粗糙度sa可达0.2nm以下，所用磨料为复合料。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种用于单晶碳化硅衬底精抛的cmp抛光液，其特征在于，所述抛光液按照以下原料组成：复合磨料10％-20％wt，氧化剂3％-5％wt，螯合剂0.3％-1％wt，分散剂0.1％-0.6％，ph调节剂1％-3％，余量为水，所述浆料ph为6-9。
4、优选的，所述复合磨料为胶体二氧化硅和云母粉、氧化铈、氧化锆、二氧化锰和氧化铝、硅酸铝钾、硅酸镁锂、硅酸铝钠中的两种或几种。
5、优选的，所述氧化剂为过硫酸钾、双氧水、过硫酸铵、高氯酸钠、过氧化苯甲酰、硝酸铝、硝酸镧、硝酸钾中的一种或几种。
6、优选的，所述螯合剂为乙二胺四乙酸四钠、乙二胺四乙酸二钠、羟基乙叉二膦酸四钠、葡萄糖酸钠、乳酸钠中的一种或几种
7、优选的，所述分散剂为十二烷基三甲基氯化铵，六偏磷酸钠，聚丙烯酸钠、聚马来酸钠、聚羧酸钠中的一种或几种。
8、优选的，所述ph调节剂为硝酸、硫酸、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾、氢氧化钾、氢氧化钠、三乙醇胺、乙醇胺、甜菜碱中的一种或几种。
9、一种用于单晶碳化硅衬底精抛的cmp抛光液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
10、步骤1、称取3％-5％的氧化剂，加入11.67％-55.33％的去离子水中，搅拌均匀，得到氧化剂溶液；
11、步骤2、称取0.1％-0.6％的分散剂加入2.68％-29.96％的去离子水中，搅拌均匀，得到分散剂水溶液；
12、步骤3、称取0.3％-1％的螯合剂加入2.48％-12.89％的去离子水中，搅拌均匀，得到螯合剂溶液；
13、步骤4、将胶体二氧化硅及另外所需的磨料分别制备为固含量为30％的磨料浆料，根据磨料配比将磨料浆料缓慢加入到胶体二氧化硅浆料中，并全程保持在超声辅助分散的条件下进行高速搅拌，得到复合磨料；
14、步骤5、将步骤2中制备的分散剂水溶液加入到步骤4制备的复合磨料中，搅拌均匀将浆料进行砂磨，砂磨后通过10微米精密过滤器过滤，获得中心粒径为0.1-0.3的复合磨料浓浆；
15、步骤6、向步骤5制备的复合磨料浓浆中加入步骤1及步骤3制备的氧化剂溶液及螯合剂溶液，搅拌均匀；
16、步骤7、使用ph调节剂，调节步骤6所制备浆料ph值为6-9，经400目不锈钢筛网过滤后即为单晶碳化硅衬底精抛cmp抛光液。
17、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术制备的抛光液能够快速提升衬底表面质量，抛光过程中不易结晶，不腐蚀机台，使用条件温和，工艺通用性强，在直排单抛工艺及双抛循环工艺中均具有良好的使用效果，主要应用于单晶碳化硅衬底硅面的精密抛光工序。
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1.一种用于单晶碳化硅衬底精抛的CMP抛光液，其特征在于，所述抛光液按照以下原料组成：复合磨料10％-20％Wt，氧化剂3％-5％Wt，螯合剂0.3％-1％Wt，分散剂0.1％-0.6％，pH调节剂1％-3％，余量为水，所述浆料pH为6-9。
2.根据权利要求1所述的一种用于单晶碳化硅衬底精抛的CMP抛光液及其制备方法，其特征在于：所述复合磨料为胶体二氧化硅和云母粉、氧化铈、氧化锆、二氧化锰和氧化铝、硅酸铝钾、硅酸镁锂、硅酸铝钠中的两种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种用于单晶碳化硅衬底精抛的CMP抛光液及其制备方法，其特征在于：所述氧化剂为过硫酸钾、双氧水、过硫酸铵、高氯酸钠、过氧化苯甲酰、硝酸铝、硝酸镧、硝酸钾中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种用于单晶碳化硅衬底精抛的CMP抛光液及其制备方法，其特征在于：所述螯合剂为乙二胺四乙酸四钠、乙二胺四乙酸二钠、羟基乙叉二膦酸四钠、葡萄糖酸钠、乳酸钠中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种用于单晶碳化硅衬底精抛的CMP抛光液及其制备方法，其特征在于：所述分散剂为十二烷
6.根据权利要求1所述的一种用于单晶碳化硅衬底精抛的CMP抛光液及其制备方法，其特征在于：所述pH调节剂为硝酸、硫酸、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾、氢氧化钾、氢氧化钠、三乙醇胺、乙醇胺、甜菜碱中的一种或几种。
7.一种用于单晶碳化硅衬底精抛的CMP抛光液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种用于单晶碳化硅衬底精抛的cmp抛光液，其特征在于，所述抛光液按照以下原料组成：复合磨料10％-20％wt，氧化剂3％-5％wt，螯合剂0.3％-1％wt，分散剂0.1％-0.6％，ph调节剂1％-3％，余量为水，所述浆料ph为6-9。
2.根据权利要求1所述的一种用于单晶碳化硅衬底精抛的cmp抛光液及其制备方法，其特征在于：所述复合磨料为胶体二氧化硅和云母粉、氧化铈、氧化锆、二氧化锰和氧化铝、硅酸铝钾、硅酸镁锂、硅酸铝钠中的两种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种用于单晶碳化硅衬底精抛的cmp抛光液及其制备方法，其特征在于：所述氧化剂为过硫酸钾、双氧水、过硫酸铵、高氯酸钠、过氧化苯甲酰、硝酸铝、硝酸镧、硝酸钾中的一种或几种。
4.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：牛娟娟，罗浩宁，孙蕊蕊，火雅茹，王海成，陈正磊，
申请(专利权)人：甘肃金阳高科技材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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