中國粉體網(wǎng)訊  近年來，以第三代半導(dǎo)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(dǎo)熱性和導(dǎo)電性等一系列優(yōu)點(diǎn)使其可以作為第三代半導(dǎo)體材料的代表成為全球半導(dǎo)體市場爭奪的焦點(diǎn)，作為耐高溫高頻的器件廣泛的應(yīng)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(jìn)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(jī)械拋光和化學(xué)拋光，前者單純利用簡單的機(jī)械研磨，后者僅依靠腐蝕劑的化學(xué)反應(yīng)，兩者都會對晶圓表面造成損傷。目前，唯一能解決這個(gè)難題的就是將二者結(jié)合起來——化學(xué)機(jī)械拋光技術(shù)（CMP）。

CMP工作原理

化學(xué)機(jī)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(xué)作用和漿料中磨粒的機(jī)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(jī)械作用的比重增大，堅(jiān)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(jī)械磨損性能較好，化學(xué)性質(zhì)活潑，并且后清洗過程處理較容易；缺點(diǎn)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(diǎn)是拋光速率高，材料去除速率高，缺點(diǎn)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(diǎn)在于選擇性低、分散穩(wěn)定性不好、易團(tuán)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(dǎo)體的發(fā)展，Al₂O₃在CMP中的應(yīng)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(jìn)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(yáng)州舉辦2024全國高純氧化鋁粉體制備技術(shù)及應(yīng)用交流大會。我們邀請到上海工程技術(shù)大學(xué)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(bào)告。

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/山川）

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