本技术介绍了一种专用于碳化硅衬底片加工的纳米氧化铝抛光液，该抛光液由0.5wt%至6.0wt%的α-Al2O3磨料和0.5wt%至5wt%的氧化剂组成。该技术不仅提供了抛光液的配方，还涵盖了其制备流程和在碳化硅衬底片加工中的使用方法。
背景技术
碳化硅作为第三代半导体材料的代表，有着更优异的物理性能、化学性能、电学性能，广泛应用于电动汽车行业、新能源、5G通讯、国防等领域。此外，根据电导率的不同，碳化硅分为导电型碳化硅和半绝缘型碳化硅。导电型碳化硅晶片主要用于高温、高压、耐电电力器件的制造，主要应用领域包括新能源汽车、轨道交通、光伏发电、航空航天、智能电网等。
第三代半导体材料碳化硅(C)，相比第一代半导体材料(Si)和第二代半导体材料(GaAs、InP等)，有着更优异的物理性能、化学性能、电学性能。碳化硅具有高硬度(莫氏硬度9.5，仅次于金刚石的10)、高强度(高抗弯强度和拉伸强度，可达到300-500MPa；高抗裂强度，可达到200-1000MPa)、高模量(高达400-500GPa)、高热导率(4.9W/cm·K)、耐高温(熔点达2730℃)等优良的物理性能；具有高耐腐蚀性(耐强酸腐蚀、耐强碱腐蚀、耐水热腐蚀)、高化学稳定性等优良的化学性能；具有高禁带宽度(3.3eV)、高击穿电场(3.0MV/cm)、低电子迁移率(＆lt;400cm2·V-1)、低空穴迁移率(＆lt;90cm2·V-1)、高饱和迁移速度(2.0×107cm/s)等优良的电学性能。此外，碳化硅因其阻抗更低，可缩小产品体积提高转换效率；频率更高可以降低能量损耗；可以承受更加极端的工作环境等优势在射频器件和功率器件的制造中需求更甚，广泛应用于电动汽车行业、新能源、5G通讯、国防等领域。
碳化硅有多种晶型，如3C、4H、6H、9R、15R等，其中(C)、(H)、(R)分别代表立方(Cube)、六方(Hexagon)、菱形(Rhombus)。然而，在不同的碳化硅晶型中，不同的电子势导致不同的电子能带结构，其光学性质、电学性质等也有显著差异，与3C-SiC、6H-SiC等晶体碳化硅相比，4H-SiC具有较高的禁带宽度和较高的击穿电场，多适用于高频、高温、大功率等器件的制造。由于新能源汽车的兴起，对导电型碳化硅晶片的需求越来高。碳化硅衬底作为碳化硅器件生产流程中的重要一步，其表面粗糙度等关键参数将直接影响到碳化硅器件的性能，因此在抛光过程中就必须满足后序工艺对基面粗糙度等的要求。化学机械抛光作为一种全面平整化技术，已广泛用于碳化硅衬底的抛光工艺中。
由于碳化硅的莫氏硬度较高，常用做碳化硅抛光磨粒的二氧化硅和二氧化铈的莫氏硬度仅为7，将其用于化学机械抛光(CMP)中仍可以生产合格的4H-SiC衬底，但低MRR意味着CMP步骤需要极高的时间成本，越来越不能满足实际要求。
专利公开号CN111073520A公开了一种碳化硅晶圆片抛光用抛光粉及其制备方法、抛光液，该碳化硅晶圆片抛光用抛光粉制备方法，包括以下步骤：S1，分别配置A液体，微米α-氧化铝分散液，和B液体，含偏铝酸钠的氢氧化钾水溶液；S2，在一定反应温度下，向A液体中加入B液体和盐酸，添加完B液体和盐酸后继续搅拌一段时间，得到氢氧化铝包覆微米α-氧化铝的浆料，之后陈化处理；S3，边搅拌边向经陈化处理的浆料加入纳米α-氧化铝粉体，添加完纳米α-氧化铝粉体后继续搅拌一段时间，得到纳米α-氧化铝包覆氢氧化铝包覆微米α-氧化铝的浆料；S4，分离上述浆料并烘干，然后在高温煅烧，再经后处理得到抛光粉。该工艺条件复杂、制备成本高、使用寿命短。
实现思路