超硬半导体材料抛光方法
【专利摘要】本发明涉及一种超硬半导体材料抛光方法，通过参数非常接近的粗抛、精抛、化学机械抛光三个抛光工艺流程，可使被加工的超硬半导体材料获得极低表面粗糙度且具有原子台阶表面。本发明仅使用三个工艺，大大简化了超硬材料的抛光流程，降低了成本，保证了加工质量的一致性和稳定性，提高了成品率。
【专利说明】 超硬半导体材料抛光方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及属于半导体材料加工及器件制备领域，具体涉及一种超硬半导体材料抛光方法，尤其是一种能够获得具有原子台阶表面的超硬半导体材料(例如Sic、A1203)抛光方法。
【背景技术】
[0002]氧化铝(A1203)、碳化硅(SiC)、氮化铝(AlN)和氮化镓(GaN)等超硬半导体材料是宽禁带半导体的重要代表，较传统半导体他们普遍具有禁带宽度大，击穿场强高，热导率大，电子饱和漂移速度高，抗辐射能力强和良好化学稳定性等优越性质，成为继硅、锗、砷化镓之后制造新一代微电子器件和电路的关键半导体材料。Al203、SiC、AlN等在制作大功率微波器件、耐高温和抗辐照器件方面具有得天独厚的优势，是实现大功率微波与高温抗辐射相结合的理想材料，是微电子、电力电子、光电子等高新技术以及国防工业、信息产业、机电产业和能源产业等支柱产业进入二十一世纪后赖以发展的关键基础材料。同时，由于A1203、SiC,AlN与制作大功率微波、电力电子、光电子器件的重要材料GaN之间具有非常小的晶格失配和热膨胀系数差，使得它们成为新一代宽禁带半导体器件的重要衬底材料。
[0003]无论是Al203、SiC、AlN等作为直接的器件制备材料，还是以之为衬底的外延器件，超硬半导体材料(如SiC、Al203、AlN)的表面处理质量直接影响最终制备的器件的性能。所以要求加工得到的超硬半导体材料(如SiC、Al203、AlN)具有非常好质量的表面。传统的超硬半导体材料(如SiC、A1203、AlN)表面加工方法大都具有显著的表面损伤层，对直接的器件制备和GaN的外延都有一定的影响。
[0004]CN 101602185 B公开一种碳化娃单晶表面的多级化学机械抛光方法,其米用多级化学腐蚀作用和机械研磨作用相结合的工艺，可在一定程度上较低材料表面的损伤。
[0005]CN 101966689 A公开一种大直径4H_SiC碳面的表面抛光方法,其依次包括机械抛光、化学机械抛光。其采用于PH小于5的酸性抛光液来代替传统的碱性抛光液，最终降低了材料表面的损伤。
[0006]上述两种方法或通过多级化学机械抛光，或采用酸性抛光液可在一定程度上较低材料表面的损伤，然而这两种方法均未能完全去除材料表面的损伤层。而且这两种方法中涉及的抛光压力均较大。
[0007]因此完全去除SiC、Al2O3表面的损伤层，获得了接近理想晶格排列的具有原子台阶的表面对以SiC、A1203单晶为基础的器件和外延制备具有非常重要的意义。
[0008]此外，传统的超硬半导体材料(如SiC、Al203)抛光技术一方面对于不同的材料所采用的工艺、设备，甚至所采用的各种用料都完全不同，比如现有报道的SiC和Al2O3的抛光工艺就完全不同，在同一设备上同时使用这两种不同的抛光工艺，可能对机器及抛光效率都带来很大影响。这样对于一个同时完成这两种晶体材料加工的部门而言增加了很多困难；另一方面，传统工艺未能很好的匹配粗抛、精抛和化学机械抛光工艺，使得即使经过化学机械抛光得到的超硬半导体材料(如SiC、Al2O3)表面仍具有划痕和亚表面损伤层。因此提供 一种能对大部分甚至所有超硬半导体材料都适用的抛光工艺也具有重大意义。
【发明内容】
[0009]面对现有技术存在的上述问题，本发明人在充分理解超硬半导体材料抛光原理的基础上，并经过锐意的研究发现通过参数非常接近的粗抛、精抛、化学机械抛光三个抛光工艺流程，即可使被加工的超硬半导体材料(如SiC、Al203)获得具有极低表面粗糙度且具有原子台阶表面。
[0010]在此，本发明提供一种超硬半导体材料抛光方法，包括:粗抛光:超硬半导体材料采用PH值为3至11、浓度为3%至50%、粒径为1.5 μ m至6 μ m的金刚石抛光液进行抛光，控制抛光压力为2g/cm2至20g/cm2,抛光盘转速为30rpm至90rpm ;精抛光:对经粗抛光的超硬半导体材料采用采用PH值为3至11，浓度为3%至50%，粒径为0.5μπι至3μπι的金刚石抛光液进行抛光，控制抛光压力为2g/cm2至20g/cm2,抛光盘转速为30rpm至90rpm ;以及化学机械抛光:对经精抛光的超硬半导体材料采用PH值为4.5至10，浓度为3%至30%，粒径为IOnm至IOOnm的硅溶胶，以H2O2和硅溶胶之比为1:5至1:25的比例范围加入H2O2，进行混合搅拌得到的溶液作为抛光液进行抛光，控制抛光压力为2g/cm2至15g/cm2，抛光盘转速为 50rpm 至 lOOrpm。
[0011]本发明通过匹配粗抛和精抛工艺，匹配精抛和化学机械抛光工艺，同时完美的匹配了化学机械抛光中的转速、抛光布、硅溶胶的机械作用与H2O2的化学刻蚀作用。一方面找到了一种接近普适的超硬半导体材料(如SiC、A1203)的抛光方法；另一方面获得了接近超硬半导体材料(如SiC、A1203)表面自然解理面的显露原子层台阶的化学机械抛光表面。
[0012]此外，相对CN 101966689 A和CN 101602185 B公开的方案，本发明通过参数非常接近的粗抛、精抛、化学机械抛光三个抛光工艺流程，即可完全去除SiC、Al2O3表面的损伤层，使被加工的超硬半导体材料获得无划痕，具有极低表面粗糙度且具有原子台阶表面，仅使用三个工艺，大大简化了超硬材料的抛光流程，降低了成本，保证了加工质量的一致性和稳定性，提高了成品率。另外，本发明精抛、化学机械抛光三个抛光工艺所用的抛光压力均较小，较小的压力对保持半导体材料的面形，获得小的弯曲和高的平整度有重要作用。
[0013]在本发明中，所述粗光抛、精光抛和化学机械抛光可采用抛光布进行，操作简便。又，所用的抛光布的邵氏硬度可为30至90。
[0014]又，所述粗抛光的时间优选在30分钟以上且在5小时以下；所述精抛光的时间优选在I小时以上且在5小时以下；所述化学机械抛光的时间优选在3小时以上且在20小时以下。
[0015]在一个优选的实施例中，在在所述化学机械抛光的过程中以H2O2和硅溶胶之比为1:10加入H202。该比例的H2O2加入硅溶胶能达到较优化的化学机械抛光结果，太过多或过少的加入量有可能在材料表面留下损伤层。
[0016]又，本发明的方法还可以包括在进行所述粗抛光之前，对超硬半导体材料进行加工处理使用于粗抛光的超硬半导体材料满足晶片厚度在250 μ m至1000 μ m,线痕深度小于10 μ m,晶片翘曲度小于50 μ m,并且晶片厚度不均匀性小于30 μ m，所述加工处理包括切割和/或研磨。
[0017]其中，所述超硬半导体材料的加工面可以是(0001)面、(01-10)面和(11-20)面。所述超硬半导体材料的晶片方向与(OOOI)面、(O1-10 )面和(11 -20 )面的夹角可为O至15度。
[0018]本发明的方法涉及的超硬半导体材料可为碳化硅、氧化铝或氮化铝。本发明对以SiC、Al2O3单晶为基础的器件和外延制备具有非常重要的意义。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本发明获得具有原子台阶表面的超硬半导体材料抛光方法的工艺流程示意图；
图2为通过本发明的方法抛光得到的典型的具有原子台阶的SiC表面；
图3为通过本发明的方法抛光得到的典型的具有原子台阶的Al2O3表面；
图4-11示出通过本发明的方法抛光得到的典型的具有原子台阶的SiC表面。
【具体实施方式】
[0020]结合附图并参照下述实施方式进一步说明本发明，应理解，下述实施方式仅用于说明本发明，而非限制本发明。
[0021]参见图1，其示出本发明获得具有原子台阶表面的超硬半导体材料抛光方法的工艺流程示意图。
[0022]如图1的“来片”步骤所示，通过切割和/或研磨对超硬半导体材料(如SiC、Al203)进行加工，使其满足基本参数(晶片厚度在250 μ m至1000 μ m,线痕深度小于10 μ m,晶片翘曲度小于50 μ m,晶片厚度不均匀性`小于30 μ m)。例如经过线切割得到的晶片，使晶片厚度在250 μ m至1000 μ m,线痕深度小于10 μ m,晶片翘曲度小于50 μ m,晶片厚度不均匀性小于30 μ m。又，例如经过研磨的晶片(例如双面磨后晶片)，使晶片厚度在250 μ m至1000 μ m，表面粗糙度值小于?ο μ m,晶片翘曲度小于50 μ m,晶片厚度不均匀性小于30 μ m。应理解，可以既进行切割加工又进行研磨加工，例如先切割后再研磨，或者先研磨后再切割。切割和/或研磨的工艺可以采用现有技术公知的方案，在这里不再累述。
[0023]又，如图1的“粗抛”步骤所示，对上述步骤提供的所述超硬半导体材料晶片，采用PH值为3至11，浓度为3%至50%，粒径为1.5 μ m至6 μ m的金刚石抛光液进行抛光，优选采用抛光布(所用抛光布的邵氏硬度可为30至90)，控制抛光压力为2g/cm2至20g/cm2，抛光盘转速为30rpm至90rpm。
[0024]接着，如图1的“精抛”步骤所示，对上述步骤加工后的晶片，采用PH值为3至11，浓度为3%至50%,粒径为0.5μηι至3μηι的金刚石抛光液进行抛光,优选米用抛光布(所用抛光布的邵氏硬度可为30至90),控制抛光压力为2g/cm2至20g/cm2,抛光盘转速为30rpm至 90rpm。
[0025]最后，如图1的“化学机械抛光”步骤所示，对上述步骤加工后的晶片，采用PH值为4.5至10，浓度为3%至30%，粒径为IOnm至IOOnm的硅溶胶，以H2O2和硅溶胶之比为1:5至1:25 (优选1:10)加H2O2,并进行混合搅拌得到的溶液作为抛光液进行抛光，优选采用抛光布(所用抛光布的邵氏硬度可为30至90)，控制抛光压力为2g/cm2至15g/cm2，抛光盘转速为 50rpm 至 lOOrpm。
[0026]上述方法可适用于大部分甚至所有超硬半导体材料，例如通过上述方法可得到得具有原子台阶表面的SiC和Al2O3晶体。例如图2示出通过本发明的方法抛光得到的典型的具有原子台阶的SiC表面。图3示出通过本发明的方法抛光得到的典型的具有原子台阶的Al2O3表面。
[0027]下面进一步例举实施例以详细说明本发明的示例合成工艺。应理解，下述实施例是为了更好地说明本发明，而非限制本发明。采用的原料、试剂可以通过购买市售原料或传统化学转化方式合成制得。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，例如是《贝尔斯坦有机化学手册》(化学工业出版社，1996年)中的条件，或按照制造厂商所建议的条件。除非特别说明，比例和百分比基于摩尔质量。除非另有定义或说明，本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同。此外任何与所记载内容相似或等同的方法及材料皆可应用于本发明方法中。本发明的其他方面由于本文的公开内容，对本领域的技术人员而言是容易理解的。虽然下述实施例仅示出SiC和Al2O3半导体材料的抛光方法，但应理解，本发明可以以多种不同的形式体现出来，而不应当理解为受限于在此给出的实施例。恰恰相反，提供这些实施例是为了使公开更加彻底和完备，以便将本发明的范围完全传递给本领域的技术人员。例如其他的超硬半导体材料，如AIN、GaN等也可采用类似的方法进行抛光。又，尽管下述实施例示出了具体的示例抛光液的PH值、浓度，金刚石的粒径、硅溶胶的粒径、H2O2的加入量，抛光布的邵氏硬度、抛光压力和抛光时间，但也应理解,这仅是示例的,本发明的方法的上述参数可以在本发明示出的范围内变动。
[0028]实施例1
对经过线切割的，厚度为450 ± 10 μ m，线痕深度小于10 μ m，翘曲度小于50 μ m,厚度不均匀性小于30 μ m的超硬半导体材料SiC晶片采用本发明所述的工艺进行抛光:首先，采用PH值为7.0，浓度为20%，粒径为5μπι的金刚石抛光液，采用邵氏硬度为70的抛光布，控制抛光压力为5g/cm2，抛光盘转速为80rpm，进行粗抛光5小时。之后采用PH值为7.0，浓度为20%，粒径为2 μ m的金刚石抛光液，采用邵氏硬度为60抛光布，控制抛光压力为5g/cm2，抛光盘转速为70rpm，进行精抛光5h。接着，采用PH值为9.5，浓度为15%，粒径为30nm的硅溶胶，并加入H2O2以1:10 (H2O2与硅溶胶之比)进行混合搅拌得到的溶液作为抛光液，采用邵氏硬度为70抛光布，控制抛光压力为5g/cm2，抛光盘转速为60rpm，进行化学机械抛光10 h。得到具有原子台阶的SiC表面，均方根粗糙度RMS〈0.15nm，显微镜检查无划痕，如图2所示。
[0029]实施例2
对经过线切割的，厚度为450 ± 10 μ m，线痕深度小于10 μ m，翘曲度小于50 μ m,厚度不均匀性小于30 μ m的超硬半导体材料Al2O3晶片采用本发明所述的工艺进行抛光:首先，采用PH值为7.0，浓度为20%，粒径为5 μ m的金刚石抛光液，采用邵氏硬度为70的抛光布，控制抛光压力为5g/cm2，抛光盘转速为80rpm，进行粗抛光5小时。之后采用PH值为7.0，浓度为20%，粒径为2 μ m的金刚石抛光液，采用邵氏硬度为60抛光布，控制抛光压力为5g/cm2，抛光盘转速为70rpm，进行精抛光5h。接着，采用PH值为9.5，浓度为15%，粒径为30nm的硅溶胶，并加入H2O2以1:10 (H2O2与硅溶胶之比)进行混合搅拌得到的溶液作为抛光液，采用邵氏硬度为70抛光布，控制抛光压力为5g/cm2，抛光盘转速为60rpm，进行化学机械抛光10 h。得到具有原子台阶的Al2O3表面，均方根粗糙度RMS〈0.15nm，显微镜检查无划痕，如图3所示。[0030]实施例3
对经过线切割的，厚度为450 ± 10 μ m，线痕深度小于10 μ m，翘曲度小于50 μ m,厚度不均匀性小于30 μ m的超硬半导体材料SiC晶片采用本发明所述的工艺进行抛光:首先，采用PH值为3.0，浓度为3%，粒径为1.5 μ m的金刚石抛光液，采用邵氏硬度为70的抛光布，控制抛光压力为2g/cm2，抛光盘转速为30rpm，进行粗抛光7小时。之后采用PH值为7.0，浓度为20%，粒径为2 μ m的金刚石抛光液，采用邵氏硬度为60抛光布，控制抛光压力为5g/cm2，抛光盘转速为70rpm，进行精抛光5h。接着，采用PH值为9.5，浓度为15%，粒径为30nm的硅溶胶，并加入H2O2以1:10 (H2O2与硅溶胶之比)进行混合搅拌得到的溶液作为抛光液，采用邵氏硬度为70抛光布，控制抛光压力为5g/cm2，抛光盘转速为60rpm，进行化学机械抛光10 h。得到具有原子台阶的SiC表面，均方根粗糙度RMS〈0.15nm，显微镜检查无划痕，如图4所示。
[0031]实施例4
对经过线切割的，厚度为450 ± 10 μ m，线痕深度小于10 μ m，翘曲度小于50 μ m,厚度不均匀性小于30 μ m的超硬半导体材料SiC晶片采用本发明所述的工艺进行抛光:首先，采用PH值为11，浓度为50%，粒径为6μπι的金刚石抛光液，采用邵氏硬度为70的抛光布，控制抛光压力为20g/cm2，抛光盘转速为90rpm，进行粗抛光3小时。之后采用PH值为7.0，浓度为20%，粒径为2 μ m的金刚石抛光液，采用邵氏硬度为60抛光布，控制抛光压力为5g/cm2，抛光盘转速为70rpm，进行精抛光5h。接着，采用PH值为9.5，浓度为15%，粒径为30nm的硅溶胶，并加入H2O2以1:10 (H2O2与硅溶胶之比)进行混合搅拌得到的溶液作为抛光液，采用邵氏硬度为70抛光布，控制抛光压力为5g/cm2，抛光盘转速为60rpm，进行化学机械抛光10 h。得到具有原子台阶的SiC表面，均方根粗糙度RMS〈0.15nm，显微镜检查无划痕，如图5所示。
[0032]实施例5
对经过线切割的，厚度为450 ± 10 μ m，线痕深度小于10 μ m，翘曲度小于50 μ m,厚度不均匀性小于30 μ m的超硬半导体材料SiC晶片采用本发明所述的工艺进行抛光:首先，采用PH值为7.0，浓度为20%，粒径为5μπι的金刚石抛光液，采用邵氏硬度为70的抛光布，控制抛光压力为5g/cm2，抛光盘转速为80rpm，进行粗抛光5小时。之后采用PH值为11，浓度为50%，粒径为3 μ m的金刚石抛光液，采用邵氏硬度为60抛光布，控制抛光压力为20g/cm2，抛光盘转速为90rpm，进行精抛光3h。接着，采用PH值为9.5，浓度为15%，粒径为30nm的硅溶胶，并加入H2O2以1:10 (H2O2与硅溶胶之比)进行混合搅拌得到的溶液作为抛光液，采用邵氏硬度为70抛光布,控制抛光压力为5g/cm2,抛光盘转速为60rpm,进行化学机械抛光10h。得到具有原子台阶的SiC表面，均方根粗糙度RMS〈0.15nm，显微镜检查无划痕，如图6所
/Jn ο
[0033]实施例6
对经过线切割的，厚度为450 ± 10 μ m，线痕深度小于10 μ m，翘曲度小于50 μ m,厚度不均匀性小于30 μ m的超硬半导体材料SiC晶片采用本发明所述的工艺进行抛光:首先，采用PH值为3.0，浓度为3%，粒径为0.5 μ m的金刚石抛光液，采用邵氏硬度为70的抛光布，控制抛光压力为2g/cm2，抛光盘转速为30rpm，进行粗抛光8小时。之后采用PH值为7.0，浓度为20%，粒径为2 μ m的金刚石抛光液，采用邵氏硬度为60抛光布，控制抛光压力为5g/cm2，抛光盘转速为70rpm，进行精抛光5h。接着，采用PH值为9.5，浓度为15%，粒径为30nm的硅溶胶，并加入H2O2以1:10 (H2O2与硅溶胶之比)进行混合搅拌得到的溶液作为抛光液，采用邵氏硬度为70抛光布，控制抛光压力为5g/cm2，抛光盘转速为60rpm，进行化学机械抛光10 h。得到具有原子台阶的SiC表面，均方根粗糙度RMS〈0.15nm，显微镜检查无划痕，如图7所示。
[0034]实施例7
对经过线切割的，厚度为450 ± 10 μ m，线痕深度小于10 μ m，翘曲度小于50 μ m,厚度不均匀性小于30 μ m的超硬半导体材料SiC晶片采用本发明所述的工艺进行抛光:首先，采用PH值为7.0，浓度为20%，粒径为5μπι的金刚石抛光液，采用邵氏硬度为70的抛光布，控制抛光压力为5g/cm2，抛光盘转速为80rpm，进行粗抛光5小时。之后采用PH值为7.0，浓度为20%，粒径为2 μ m的金刚石抛光液，采用邵氏硬度为60抛光布，控制抛光压力为5g/cm2，抛光盘转速为70rpm，进行精抛光5h。接着，采用PH值为4.5，浓度为3%，粒径为IOnm的硅溶胶，并加入H2O2以1:5(H202与硅溶胶之比)进行混合搅拌得到的溶液作为抛光液，采用邵氏硬度为70抛光布,控制抛光压力为15g/cm2,抛光盘转速为50rpm,进行化学机械抛光24h。得到具有原子台阶的SiC表面，均方根粗糙度RMS〈0.15nm，显微镜检查无划痕，如图8所
/Jn ο
[0035]实施例8
对经过线切割的，厚度为450 ± 10 μ m，线痕深度小于10 μ m，翘曲度小于50 μ m,厚度不均匀性小于30 μ m的超硬半导体材料SiC晶片采用本发明所述的工艺进行抛光:首先，采用PH值为7.0，浓度为20%，粒径为5μπι的金刚石抛光液，采用邵氏硬度为70的抛光布，控制抛光压力为5g/cm2，抛光盘转速为80rpm，进行粗抛光5小时。之后采用PH值为7.0，浓度为20%，粒径为2 μ m的金刚石抛光液，采用邵氏硬度为60抛光布，控制抛光压力为5g/cm2，抛光盘转速为70rpm，进行精抛光5h。接着，采用PH值为10，浓度为30%，粒径为IOOnm的硅溶胶，并加入H2O2以1:25 (H2O2与硅溶胶之比)进行混合搅拌得到的溶液作为抛光液，采用邵氏硬度为70抛光布，控制抛光压力为2g/cm2，抛光盘转速为IOOrpm，进行化学机械抛光7 h。得到具有原子台阶的SiC表面，均方根粗糙度RMS〈0.15nm,显微镜检查无划痕，如图9所示。
[0036]实施例9
对经过线切割的，厚度为450 ± 10 μ m，线痕深度小于10 μ m，翘曲度小于50 μ m,厚度不均匀性小于30 μ m的超硬半导体材料SiC晶片采用本发明所述的工艺进行抛光:首先，采用PH值为7.0，浓度为20%，粒径为5μπι的金刚石抛光液，采用邵氏硬度为70的抛光布，控制抛光压力为5g/cm2，抛光盘转速为80rpm，进行粗抛光5小时。之后采用PH值为7.0，浓度为20%，粒径为2 μ m的金刚石抛光液，采用邵氏硬度为30抛光布，控制抛光压力为5g/cm2，抛光盘转速为70rpm，进行精抛光5h。接着，采用PH值为9.5，浓度为15%，粒径为30nm的硅溶胶，并加入H2O2以1:10 (H2O2与硅溶胶之比)进行混合搅拌得到的溶液作为抛光液，采用邵氏硬度为70抛光布，控制抛光压力为5g/cm2，抛光盘转速为60rpm，进行化学机械抛光10 h。得到具有原子台阶的SiC表面，均方根粗糙度。
[0037]实施例10
对经过线切割的，厚度为450 ± 10 μ m，线痕深度小于10 μ m，翘曲度小于50 μ m,厚度不均匀性小于30 μ m的超硬半导体材料SiC晶片采用本发明所述的工艺进行抛光:首先，采用PH值为7.0，浓度为20%，粒径为5μπι的金刚石抛光液，采用邵氏硬度为70的抛光布，控制抛光压力为5g/cm2，抛光盘转速为80rpm，进行粗抛光5小时。之后采用PH值为7.0，浓度为20%，粒径为2 μ m的金刚石抛光液，采用邵氏硬度为60抛光布，控制抛光压力为5g/cm2，抛光盘转速为70rpm，进行精抛光5h。接着，采用PH值为9.5，浓度为15%，粒径为30nm的硅溶胶，并加入H2O2以1:10 (H2O2与硅溶胶之比)进行混合搅拌得到的溶液作为抛光液，采用邵氏硬度为90抛光布，控制抛光压力为5g/cm2，抛光盘转速为60rpm，进行化学机械抛光10 h。得到具有原子台阶的SiC表面，均方根粗糙度RMS〈0.15nm，显微镜检查无划痕，如图11所示。
[0038] 产业应用性:本发明的方法工艺简单，加工得到的晶片加工质量稳定，可适用于大部分甚至所有超硬半导体材料，并可提供具有原子台阶表面的超硬半导体材料(如SiC、Al2O3)晶片，具有广阔的应用前景。
【权利要求】
1.一种超硬半导体材料抛光方法，包括: 粗抛光:超硬半导体材料采用PH值为3至11、浓度为3%至50%、粒径为1.5μπι至6 μ m的金刚石抛光液进行抛光,控制抛光压力为2g/cm2至20g/cm2,抛光盘转速为30rpm至90rpm ； 精抛光:对经粗抛光的超硬半导体材料采用采用PH值为3至11，浓度为3%至50%，粒径为0.5μηι至3μηι的金刚石抛光液进行抛光,控制抛光压力为2g/cm2至20g/cm2,抛光盘转速为30rpm至90rpm ；以及 化学机械抛光:对经精抛光的超硬半导体材料采用PH值为4.5至10，浓度为3%至30%，粒径为IOnm至IOOnm的硅溶胶，以H2O2和硅溶胶之比为1:5至1:25的比例范围加入H2O2,进行混合搅拌得到的溶液作为抛光液进行抛光，控制抛光压力为2g/cm2至15g/cm2，抛光盘转速为50rpm至lOOrpm。
2.根据权利要求1所述的超硬半导体材料抛光方法，其特征在于，所述粗光抛、精光抛和化学机械抛光采用抛光布进行。
3.根据权利要求2所述的超硬半导体材料抛光方法，其特征在于，所述抛光布的邵氏硬度为30至90。
4.根据权利要求1?3中任一项所述的超硬半导体材料抛光方法，其特征在于，所述粗抛光的时间在30分钟以上且在5小时以下。
5.根据权利要求1?3中任一项所述的超硬半导体材料抛光方法，其特征在于，所述精抛光的时间在I小时以上且在5小时以下。
6.根据权利要求1?3中任一项所述的超硬半导体材料抛光方法，其特征在于，所述化学机械抛光的时间在3小时以上且在20小时以下。
7.根据权利要求1?3中任一项所述的超硬半导体材料抛光方法，其特征在于，在所述化学机械抛光的过程中以H2O2和硅溶胶之比为1:10加入H202。
8.根据权利要求1?3中任一项所述的超硬半导体材料抛光方法，其特征在于，还包括: 在进行所述粗抛光之前，对超硬半导体材料进行加工处理使用于粗抛光的超硬半导体材料满足晶片厚度在250 μ m至1000 μ m，线痕深度小于10 μ m,晶片翘曲度小于50 μ m,并且晶片厚度不均匀性小于30 μ m，所述加工处理包括切割和/或研磨。
9.根据权利要求8所述的超硬半导体材料抛光方法，其特征在于，所述超硬半导体材料的加工面是(0001)面、(01-10)面和(11-20)面。
10.根据权利要求9所述的超硬半导体材料抛光方法，其特征在于，所述超硬半导体材料的晶片方向与(0001)面、(01-10)面和(11-20)面的夹角为O至15度。
11.根据权利要求1?3中任一项所述的超硬半导体材料抛光方法，其特征在于，所述超硬半导体材料为碳化硅、氧化铝、氮化铝和氮化镓。
【文档编号】B24B29/02GK103506928SQ201210202351
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2012年6月19日 优先权日:2012年6月19日
【发明者】黄维, 王乐星, 庄击勇, 陈辉, 杨建华, 施尔畏 申请人:上海硅酸盐研究所中试基地, 中国科学院上海硅酸盐研究所