[发明专利]一种碳化硅用抛光液的制备和使用方法

权利要求书

1.一种用于加工高质量碳化硅晶片表面的抛光液，使用该抛光液或相应的抛光工艺，可以获得高质量碳化硅晶片；该抛光液的特征在于包括去离子水、二氧化硅抛光液、辅助氧化剂、PH调节剂配制而成；其制备工艺采用如下步骤：

(1)将试剂氢氧化钾和焦磷酸钾在去离子水中按照三者质量比为1∶1∶10到9∶9∶1000混合，并搅拌均匀得到PH调节剂；

(2)将过氧化氢、去离子水按体积比1∶1到100∶1的比例混合，并搅拌均匀得到辅助氧化剂搅拌速度不超过1000转每分钟(rmp)。

(3)将辅助氧化剂和二氧化硅抛光液按照体积比1∶1到1∶100的比例混合搅拌均匀得到中间体，搅拌速度不超过1000rpm。

(4)将PH调节剂混合到中间体中，并把PH调节至4～14搅拌速度不超过1000rpm。

2.如权利要求1所述的抛光液，其特征在于，二氧化硅抛光液是指：二氧化硅采用硅粉生长法制得，制成粒度在10～300nm，固含量在1～90％之间，PH在4～14之间的抛光液。

3.如权利要求1所述的抛光液中的氧化剂，其特征在于辅助氧化剂无色透明液体，主要由UP级30％过氧化氢和去离子水组成，该辅助氧化剂用于促进加工过程中碳化硅晶片表面与该抛光液的化学反应，从而增强抛光液的机械化学加工作用。

4.如权利要求1所述的氧化剂，其特征在于辅助氧化剂的成分主要包括体积比约为10～95％过氧化氢、体积比为5-90％去离子水和其它辅助溶剂，如酒精、丙酮等，这些辅助溶剂配入时，抛光液储存时间应该较短，一般应该小于5个工作日。

5.如权利要求1所述的抛光液的制备方法，其特征在于，氢氧化钾和焦磷酸钾二者均为分析纯以上，氢氧化钾可以快速刻蚀碳化硅，焦磷酸根可以和碳化硅反应，以便在随后的抛光过程中被二氧化硅去除。氢氧化钾和焦磷酸钾在抛光液中的含量至少在千分之5以上。

6.如权利要求1所述的抛光液的制备方法，其特征在于，去离子水为分析纯以上，作为溶剂，其含量一般要求在千分之一以上。

7.如权利要求1所述的抛光液的制备方法，其特征在于，过氧化氢在分析纯以上， 其含量在1％以上；作为辅助氧化剂，其对碳化硅表面具有一定氧化作用，产物可以在进一步抛光过程中去除。

8.如权利要求1所述的抛光液的制备方法，其特征在于，搅拌转速是指搅拌机叶桨的转速，但转速过快时，发热量较大，溶液引起溶液的不均匀或不稳定，因此限制转速在1000rmp。

9.如权利要求1所述的抛光液的制备方法，其特征在于，辅助氧化剂和二氧化硅抛光液的体积比，应以氧化速度和抛光剂去除碳化硅的速度相匹配，即氧化后的碳化硅表面能够及时为二氧化硅抛光剂剥离为宜，否则氧化表面厚度加大，不利于抛光的进一步进行。

10.如权利要求5所述的抛光液的制备方法，其特征在于氢氧化钾和焦磷酸钾，对碳化硅表面的去除，是具有一定的择优取向的，因此不能单独使用，应该与辅助氧化剂(过氧化氢)联合使用。并且受环境碱度(PH)的影响，因此加入一定比例的碱度调节剂，可以优化抛光工艺和抛光液。

11.如权利要求10所述的抛光液的制备方法，其特征在于所谓碱度调节剂，是指将试剂氢氧化钾和焦磷酸钾在去离子水中按照三者质量比为1∶1∶10到9∶9∶1000混合，并搅拌均匀得到PH调节剂；制备后的抛光液可以用来获取高质量晶片。

12.如权利要求11所述的高质量碳化硅晶片的获取方法，其特征在于，使用抛光液在一定温度下进行碳化硅晶片表面的化学机械抛光时。获得的碳化硅表面起伏小于1微米，表面粗糙度小于0.2纳米。

13.如权利要求11所述的高质量碳化硅晶片的获取方法，其特征在于，为了稳定使用抛光液和优化抛光工艺，抛光时抛光盘的温度应恒温控制在10～30摄氏度之间(恒温10摄氏度)。