SiC晶片不同晶面的CMP抛光效果对比研究

作者：陈国美; 倪自丰^*; 钱善华; 刘远祥; 杜春宽; 周凌; 徐伊岑; 赵永武

来源：人工晶体学报, 2019, 48(01): 155-172.

DOI：10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2019.01.026

• 碳化硅
• 化学机械抛光
• 材料去除率
• 晶面
• pH值

化学机械抛光(CMP)已被认为是目前实现Si C晶片全局平坦化和超光滑无损伤纳米级表面的最有效加工方法之一,然而Si C晶片的化学氧化反应受其表面极性的强烈影响,从而导致其不同晶面表面原子在CMP过程中的可氧化性以及氧化产物去除的难易程度存在差异。采用K2S2O8作为氧化剂、Al2O3纳米颗粒作为磨粒,对比研究了6H-SiC晶片Si面和C面的CMP抛光效果,并分析不同晶面对其CMP抛光效果的影响机理。结果表明,6H-SiC晶片Si面和C面的CMP抛光效果存在显著差异。6H-SiC晶片Si面的材料去除率在pH=6时达到最大值349 nm/h;相比之下,C面的材料去除率在pH=2时达到最大值1184 nm/h,抛光后的Si面和C面均比较光滑。氧化剂进攻C面上C原子的位阻明显小于其进攻Si面上的C原子的位阻,从而导致C面比Si面具有更高的反应活性和氧化速度。此外,C面上的氧化物比Si面上的氧化物更容易被去除,因此C面比Si面易于获得更高的材料去除率。

• 单位
  无锡商业职业技术学院; 江南大学