【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于晶圆抛光，涉及一种碳化硅晶圆抛光用的抛光液及其制备方法与抛光方法。
技术介绍
1、碳化硅(sic)是一种宽禁带半导体材料，由于其具有良好的导热性、耐高温性能、高击穿场、高饱和电子漂移速度和强抗辐射等特性而备受关注，将成为未来广泛应用于发光二极管衬底和大功率器件的复合关键半导体材料。在下一代功率器件的制造和外延生长中，对sic单晶材料最终的表面质量控制有严格的要求，原子级平整、无损伤和无缺陷的sic衬底是至关重要的，衬底表面的任何微缺陷都可能影响外延层的生长结果。目前，化学机械抛光（cmp）仍是实现全局平坦化最有效的技术方法之一。然而，超高的机械硬度和超强的化学惰性使得sic晶圆难以实现高去除率和原子级平坦表面。
2、当前，sic晶圆的超精密抛光多采用将表面化学改性和软磨粒抛光进行有效结合的化学机械抛光技术。cmp技术首先利用化学反应对sic晶圆进行表面改性，降低其表面硬度，然后利用软磨粒与晶圆表面改性层的机械摩擦作用将改性层去除，通过化学作用与机械作用的不断交替，最终实现sic晶圆的抛光，从而获得高质量表面。然而，当前的问题主要在于，即便使用较软的磨料和小的磨粒尺寸，也不可避免的产生表面划痕，影响晶圆的表面质量。
3、cn115418169a公开了一种sic晶圆cmp抛光用二氧化硅抛光液，包括：以质量份计，胶体二氧化硅10-20份、碳化硅粉末3-5份、消泡剂0.5-1份、分散剂0.5-1份、表面活性剂0.5-2份、ph调节剂1-2份、氧化剂0.1-0.3份、去离子水50-100份，所述抛光液
4、因此，如何提供一种新型抛光液及其制备方法与抛光方法，可有效的抛光sic晶圆，并解决抛光后表面划痕问题，从而获得高质量表面，是本领域技术人员致力于研究的方向。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种碳化硅晶圆抛光用的抛光液及其制备方法与抛光方法，采用第一磨料与第二磨料相结合的方式兼顾了抛光液对sic晶圆的抛光效率和抛光效果。
2、为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供了一种碳化硅晶圆抛光用的抛光液，所述抛光液包括如下组分：氧化剂、分散剂、第一磨料、第二磨料、ph调节剂和溶剂；
4、所述第一磨料为青蒿素晶体；
5、所述第二磨料包括二氧化铈、二氧化钛或二氧化硅中的任意一种或至少两种的组合。
6、本专利技术提供的抛光液，采用青蒿素晶体作为第一磨料，避免了抛光过程对晶圆表面的刮伤及划痕，满足了抛光平坦度的要求，同时借助硬度较高的第二磨料实现了较高的抛光效率，即本专利技术采用第一磨料与第二磨料相结合的方式兼顾了抛光液对sic晶圆的抛光效率和抛光效果。
7、值得说明的是，青蒿素晶体（c15h22o5）的分子结构中具有过氧基、缩醛、缩酮、内酯等活性基团。青蒿素晶体经uv光照射后，其中的过氧化键断裂可以形成羟基自由基oh*（反应过程如式(1)所示），羟基自由基oh*和sic晶圆发生氧化反应生成表面改性层（反应过程如式(2)所示），从而降低表面硬度，提升抛光速率。
8、-o-o-+2h2o→4oh*（uv光） (1)
9、2sic+4oh*+3o2→2sio32-+4h++2co2 (2)
10、青蒿素晶体光解形成的羟基自由基oh*与sic晶圆表面反应形成可溶性sio32−，随后通过磨粒的机械摩擦作用将此改性层去除。但由于青蒿素晶体的硬度偏低，尽管在羟基自由基的作用下可以有效的抛光sic晶圆，但抛光速率较低，约为600nm/h。因此，本专利技术将青蒿素晶体与第二磨粒混合使用。在抛光过程中，低硬度的青蒿素晶体可以作为释放羟基自由基的作用剂，在化学改性过程中起主要作用；高硬度、小平均粒径的二氧化铈、二氧化钛或二氧化硅磨料在机械去除中起主导作用。
11、作为本专利技术优选的技术方案，所述第一磨料的质量百分含量为0-2wt%，且不包括0，例如可以是0.2wt%、0.4wt%、0.5wt%、0.7wt%、1wt%、1.2wt%、1.4wt%、1.5wt%、1.7wt%或1.9wt%等，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
12、优选地，所述第二磨料的质量百分含量为0-2wt%，且不包括0，例如可以是0.2wt%、0.4wt%、0.5wt%、0.7wt%、1wt%、1.2wt%、1.4wt%、1.5wt%、1.7wt%或1.9wt%等，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
13、进一步优选为，本专利技术所述第一磨料与所述第二磨料的总质量百分含量为1.9-2.1wt%，例如可以是1.92wt%、1.94wt%、1.95wt%、1.97wt%、2wt%、2.02wt%、2.04wt%、2.05wt%、2.07wt%或2.09wt%等，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为2wt%。
14、优选地，所述第一磨料与所述第二磨料的质量百分含量比k为0.3＜k＜1.6，例如可以是0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.1、1.2、1.3、1.4或1.5等，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为0.6≤k≤1.6。
15、值得说明的是，本专利技术将第一磨料与第二磨料的质量百分含量比k进一步控制在0.6≤k≤1.6范围内，既可以有效的提高sic晶圆的抛光速率，同时第二磨料对sic晶圆表面造成的划痕较少，加工后衬底表面粗糙度较低。
16、作为本专利技术优选的技术方案，所述第一磨料的硬度＜所述第二磨料的硬度。
17、本专利技术中，青蒿素晶体的硬度远远低于所有常见的抛光磨粒，因此使用青蒿素晶体作为磨粒对sic晶圆进行抛光，抛光后sic晶圆表面无刮伤及划痕。
18、优选地，所述第一磨料的平均粒径＞所述第二磨料的平均粒径。
19、优选地，所述第一磨料的平均粒径为30-100nm，例如可以是35nm、40nm、45nm、50nm、55nm、60nm、65nm、70nm、75nm、80nm、85nm、90nm或95nm等，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
20、优选地，所述第二磨料的平均粒径为20-60nm，例如可以是25nm、30nm、35nm、40nm、45nm、50nm或55nm等，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
21、作为本专利技术优选的技术方案，所述氧化剂包括高锰酸钾或双氧水。
22、优选地，所述氧化剂的质量百分含量为1-6wt%，例如可以是1.5本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种碳化硅晶圆抛光用的抛光液，其特征在于，所述抛光液包括如下组分：氧化剂、分散剂、第一磨料、第二磨料、pH调节剂和溶剂；
2.根据权利要求1所述的抛光液，其特征在于，所述第一磨料的质量百分含量为0-2wt%，且不包括0；
3.根据权利要求1所述的抛光液，其特征在于，所述第一磨料的硬度＜所述第二磨料的硬度；
4.根据权利要求1所述的抛光液，其特征在于，所述氧化剂包括高锰酸钾或双氧水；
5.根据权利要求1所述的抛光液，其特征在于，所述pH调节剂调节抛光液的pH为2-5；
6.一种如权利要求1-5任一项所述的抛光液的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述混合在搅拌下进行；
8.一种采用权利要求1-5任一项所述的抛光液的抛光方法，其特征在于，所述抛光方法包括对碳化硅晶圆的表面进行紫外光催化辅助的化学机械抛光，具体包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的抛光方法，其特征在于，步骤（1）所述施加的压力为3-10psi；
10.根
...【技术特征摘要】
1.一种碳化硅晶圆抛光用的抛光液，其特征在于，所述抛光液包括如下组分：氧化剂、分散剂、第一磨料、第二磨料、ph调节剂和溶剂；
2.根据权利要求1所述的抛光液，其特征在于，所述第一磨料的质量百分含量为0-2wt%，且不包括0；
3.根据权利要求1所述的抛光液，其特征在于，所述第一磨料的硬度＜所述第二磨料的硬度；
4.根据权利要求1所述的抛光液，其特征在于，所述氧化剂包括高锰酸钾或双氧水；
5.根据权利要求1所述的抛光液，其特征在于，所述ph调节剂调节抛光液的ph为2-5；
6.一种如权...
【专利技术属性】
技术研发人员：王丹，高文琳，刘福超，
申请(专利权)人：北京青禾晶元半导体科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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