中國粉體網(wǎng)訊  近年來，以第三代半導體材料為基礎(chǔ)的新興技術(shù)正迅速崛起，碳化硅由于具有寬帶隙、低電阻、良好的導熱性和導電性等一系列優(yōu)點使其可以作為第三代半導體材料的代表成為全球半導體市場爭奪的焦點，作為耐高溫高頻的器件廣泛的應用于LED燈、集成電路和逆變器中。隨著信息技術(shù)和科技的不斷進步，市場上對碳化硅的表面平整度提出了更高的要求，工業(yè)要求最終的碳化硅晶圓表面光滑平整無缺陷，而傳統(tǒng)的工藝如機械拋光和化學拋光，前者單純利用簡單的機械研磨，后者僅依靠腐蝕劑的化學反應，兩者都會對晶圓表面造成損傷。目前，唯一能解決這個難題的就是將二者結(jié)合起來——化學機械拋光技術(shù)（CMP）。

CMP工作原理

化學機械拋光技術(shù)是目前集成電路芯片全局平面化的最好方法。該技術(shù)將拋光液漿料的化學作用和漿料中磨粒的機械磨削作用緊密地結(jié)合在一起，整平拋光片表面，因此，拋光液是CMP技術(shù)中的關(guān)鍵因素。拋光液主要由磨料、溶劑和添加劑組成，其中磨料的種類、硬度、形貌、大小、粒度分布會影響到拋光質(zhì)量的好壞，比如磨料的硬度過大、形貌不規(guī)則會引起CMP過程中機械作用的比重增大，堅硬的、形貌不規(guī)則的磨料與被拋光工件的表面接觸，雖然會使得材料去除效率大幅度增加，但工件表面會出現(xiàn)較多的劃傷、坑洼等不平坦現(xiàn)象，使得表面粗糙度較大。

目前市場上使用最為廣泛的幾種磨料是SiO₂、CeO2、Al₂O₃。SiO₂拋光液選擇性、分散性好，機械磨損性能較好，化學性質(zhì)活潑，并且后清洗過程處理較容易；缺點為在拋光過程中易產(chǎn)生凝膠，對硬底材料拋光速率低；CeO₂拋光液的優(yōu)點是拋光速率高，材料去除速率高，缺點是黏度大、易劃傷，且選擇性不好，后續(xù)清洗困難；Al₂O₃拋光液的缺點在于選擇性低、分散穩(wěn)定性不好、易團聚等，但對于硬底材料襯底等卻具有優(yōu)良的去除速率。隨著LED、第三代半導體的發(fā)展，Al₂O₃在CMP中的應用顯得更為重要。

前面我們說到磨料的形貌、大小、粒度分布等會影響到拋光質(zhì)量的好壞，對研磨拋光所用的高純氧化鋁而言，利用不同制備方法所得的氧化鋁性質(zhì)也不盡相同。目前，水解法、溶膠凝膠法等液相法是制備高品質(zhì)高純氧化鋁的常用方法，這些方法往往最終需要對中間產(chǎn)物進行高溫煅燒，煅燒工藝對最終產(chǎn)品的性能同樣有一些微妙的影響，并最終影響拋光效果。

9月27日，中國粉體網(wǎng)將在江蘇·揚州舉辦2024全國高純氧化鋁粉體制備技術(shù)及應用交流大會。我們邀請到上海工程技術(shù)大學張澤芳副研究員出席本次大會并作題為《氧化鋁的焙燒工藝對其CMP性能的影響》的報告。

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/山川）

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