碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)等第三代半导体材料性能优越,但“又硬又稳”也让抛光变得棘手:传统硅片抛光方案用不上,需要专门的材料和工艺。

难在哪
碳化硅莫氏硬度9.5,仅次于金刚石,机械去除困难;化学性质稳定,普通浆料难以化学改性;表面易留下划伤和亚表面损伤。
氮化镓衬底硬度高且脆,抛光也容易产生缺陷。
抛光方案
碳化硅常用金刚石磨料粗研+胶体二氧化硅或专用浆料CMP精抛:粗研去损伤层,CMP实现无损伤镜面。
氮化镓抛光用氧化铝或氧化铈浆料,配合特定pH和氧化剂,控制去除速率和表面质量。
材料与参数
抛光垫选软垫或复合垫,减少划伤;压力低、转速慢,避免亚表面损伤;浆料高纯,控制金属污染(化合物半导体对污染敏感)。
工艺窗口比硅片窄,参数微调影响大,需要精细控制。
质量与检测
化合物半导体表面要求“原子级平整+无损伤”:用原子力显微镜(AFM)测粗糙度,用X射线衍射或拉曼检测亚表面损伤。
第三代半导体的抛光,是“硬碰硬”的技术活:材料选对、工艺精细、检测严格,才能交出高质量衬底。
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