本发明涉及一种研磨液，具体涉及一种用于氮化镓半导体晶片的研磨液。属于半导体材料加工技术领域。
背景技术：
氮化镓是一种具有较大禁带宽度的半导体，属于所谓宽禁带半导体之列。它是微波功率晶体管的优良材料，也是蓝色光发光器件中的一种具有重要应用价值的半导体。氮化镓具有宽的直接带隙、强的原子键、高的热导率、化学稳定性好(几乎不被任何酸腐蚀)等性质和强的抗辐照能力，在光电子、高温大功率器件和高频微波器件应用方面有着广阔的前景。
如何保持晶面的平整度和高表面光滑性是提高氮化镓半导体器件性能的关键问题，为了实现该效果，现有技术中通常采用研磨、抛光等手段。所谓研磨是用研磨液对器件表面的切削、活性物质的化学作用及工件表面挤压变形等综合作用的结果。
研磨液应当具有以下特点：
(1)良好的悬浮性，分散性要均匀，在规定的时间内不能产生沉淀、絮凝、分层等问题；
(2)良好的流动性，粘度低，易于操作；
(3)稀释能力强，便于降低成本，提高生产、方便运输；
(4)研磨工艺后，器件表面易于清洗，不造成磨盘印；
(5)良好的润滑性，在研磨工艺中降低点划伤与碎片缺点码。
现有的研磨液普遍存在以下问题：研磨速度慢、效率低，研磨后晶片出现较深的机械损伤层，经高温腐蚀后，表面会出现很多划道。以上问题严重制约了氮化镓半导体晶片的性能提高。
技术实现要素：
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种用于氮化镓半导体晶片的研磨液。
本发明还提供了该研磨液的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
用于氮化镓半导体晶片的研磨液，以重量份计，包括：磨料2～3份，磷钼酸钠0.5～1.5份，增稠剂0.5～1份，分散剂0.5～2份，pH调节剂0.5～1.5份，螯合剂1～2份，表面活性剂5～10份，去离子水10～20份；其中，磨料的平均粒径为0.6～0.8μm，是由氧化锆、氧化铝和氧化铈组成的，三者重量比为1：2～3：1.5～2。
优选的，所述增稠剂选自淀粉、黄原胶、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素或聚丙烯酸乳液中的任一种或几种。
优选的，所述分散剂选自三聚磷酸钠或聚丙烯酸。
优选的，所述pH调节剂为有机胺。
优选的，所述螯合剂为乙二胺四乙酸二钠。
优选的，所述表面活性剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚。
进一步优选的，所述表面活性剂为十二烷基聚氧乙烯醚。
上述研磨液的制备方法，包括步骤：
(1)称取配方量的磨料、磷钼酸钠、增稠剂和分散剂加入混合釜中，升温至30～50℃，搅拌40～60分钟，然后自然冷却至室温；
(2)加入配方量的pH调节剂、螯合剂、表面活性剂和去离子水，继续搅拌10～20分钟，均匀分散即得。
本发明的有益效果：
本发明的磨粒由氧化锆、氧化铝和氧化铈三者组成，在本发明的配比范围内基本保证了较好的研磨效果，并且，本发明的粒径范围直接提高了研磨速度。另外，本发明还添加了磷钼酸钠，其在氮化镓晶片的表面形成氧化层，氧化层与氮化镓晶片表面相比硬度较低，更容易研磨，磷钼酸钠溶于水，不会产生溶解残渣，也就不会对晶片的平滑性造成不良影响。本发明各组分协同发挥作用，所得研磨液更适合于氮化镓半导体晶片的加工和研磨，并表现出快速、高效、表面光滑度好的性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行进一步的阐述，应该说明的是，下述说明仅是为了解释本发明，并不对其内容进行限定。
实施例1：
用于氮化镓半导体晶片的研磨液，包括：
磨料2kg，平均粒径为0.6μm，是由氧化锆、氧化铝和氧化铈组成的，三者重量比为1：2：1.5；
磷钼酸钠0.5kg；
增稠剂(淀粉)0.5kg；
分散剂(三聚磷酸钠)0.5kg；
pH调节剂(三乙胺)0.5kg；
螯合剂(乙二胺四乙酸二钠)1kg；
表面活性剂(十二烷基聚氧乙烯醚)5kg；
去离子水10kg。
上述研磨液的制备方法，包括步骤：
(1)称取配方量的磨料、磷钼酸钠、增稠剂和分散剂加入混合釜中，升温至30℃，搅拌40分钟，然后自然冷却至室温；
(2)加入配方量的pH调节剂、螯合剂、表面活性剂和去离子水，继续搅拌10分钟，均匀分散即得。
实施例2：
用于氮化镓半导体晶片的研磨液，包括：
磨料3kg，平均粒径为0.8μm，是由氧化锆、氧化铝和氧化铈组成的，三者重量比为1：3：2；
磷钼酸钠1.5kg；
增稠剂(黄原胶)1kg；
分散剂(聚丙烯酸)2kg；
pH调节剂(三乙醇胺)1.5kg；
螯合剂(乙二胺四乙酸二钠)2kg；
表面活性剂(壬基酚聚氧乙烯醚)10kg；
去离子水20kg。
上述研磨液的制备方法，包括步骤：
(1)称取配方量的磨料、磷钼酸钠、增稠剂和分散剂加入混合釜中，升温至50℃，搅拌60分钟，然后自然冷却至室温；
(2)加入配方量的pH调节剂、螯合剂、表面活性剂和去离子水，继续搅拌20分钟，均匀分散即得。
实施例3：
用于氮化镓半导体晶片的研磨液，包括：
磨料2kg，平均粒径为0.8μm，是由氧化锆、氧化铝和氧化铈组成的，三者重量比为1：2：2；
磷钼酸钠0.5kg；
增稠剂(羟甲基纤维素)1kg；
分散剂(三聚磷酸钠)0.5kg；
pH调节剂(二乙醇胺)1.5kg；
螯合剂(乙二胺四乙酸二钠)1kg；
表面活性剂(十二烷基聚氧乙烯醚)10kg；
去离子水10kg。
上述研磨液的制备方法，包括步骤：
(1)称取配方量的磨料、磷钼酸钠、增稠剂和分散剂加入混合釜中，升温至50℃，搅拌40分钟，然后自然冷却至室温；
(2)加入配方量的pH调节剂、螯合剂、表面活性剂和去离子水，继续搅拌20分钟，均匀分散即得。
实施例4：
用于氮化镓半导体晶片的研磨液，包括：
磨料3kg，平均粒径为0.6μm，是由氧化锆、氧化铝和氧化铈组成的，三者重量比为1：3：1.5；
磷钼酸钠1.5kg；
增稠剂(羟乙基纤维素和聚丙烯酸乳液，重量比1：1)0.5kg；
分散剂(聚丙烯酸)2kg；
pH调节剂(三乙胺)0.5kg；
螯合剂(乙二胺四乙酸二钠)2kg；
表面活性剂(壬基酚聚氧乙烯醚)5kg；
去离子水20kg。
上述研磨液的制备方法，包括步骤：
(1)称取配方量的磨料、磷钼酸钠、增稠剂和分散剂加入混合釜中，升温至30℃，搅拌60分钟，然后自然冷却至室温；
(2)加入配方量的pH调节剂、螯合剂、表面活性剂和去离子水，继续搅拌10分钟，均匀分散即得。
实施例5：
用于氮化镓半导体晶片的研磨液，包括：
磨料2.5kg，平均粒径为0.7μm，是由氧化锆、氧化铝和氧化铈组成的，三者重量比为1：2.5：2；
磷钼酸钠1kg；
增稠剂(羟甲基纤维素)0.8kg；
分散剂(三聚磷酸钠)1.2kg；
pH调节剂(三乙醇胺)1kg；
螯合剂(乙二胺四乙酸二钠)1.5kg；
表面活性剂(十二烷基聚氧乙烯醚)8kg；
去离子水15kg。
上述研磨液的制备方法，包括步骤：
(1)称取配方量的磨料、磷钼酸钠、增稠剂和分散剂加入混合釜中，升温至40℃，搅拌50分钟，然后自然冷却至室温；
(2)加入配方量的pH调节剂、螯合剂、表面活性剂和去离子水，继续搅拌15分钟，均匀分散即得。
对比例1：
用于氮化镓半导体晶片的研磨液，包括：
磨料2.5kg，平均粒径为0.7μm，是由氧化锆、氧化铝和氧化铈组成的，三者重量比为1：1.5：1；
磷钼酸钠1kg；
增稠剂(羟甲基纤维素)0.8kg；
分散剂(三聚磷酸钠)1.2kg；
pH调节剂(三乙醇胺)1kg；
螯合剂(乙二胺四乙酸二钠)1.5kg；
表面活性剂(十二烷基聚氧乙烯醚)8kg；
去离子水15kg。
上述研磨液的制备方法，包括步骤：
(1)称取配方量的磨料、磷钼酸钠、增稠剂和分散剂加入混合釜中，升温至40℃，搅拌50分钟，然后自然冷却至室温；
(2)加入配方量的pH调节剂、螯合剂、表面活性剂和去离子水，继续搅拌15分钟，均匀分散即得。
对比例2：
用于氮化镓半导体晶片的研磨液，包括：
磨料2.5kg，平均粒径为0.7μm，是由氧化锆、氧化铝和氧化铈组成的，三者重量比为1：3.5：2.5；
磷钼酸钠1kg；
增稠剂(羟甲基纤维素)0.8kg；
分散剂(三聚磷酸钠)1.2kg；
pH调节剂(三乙醇胺)1kg；
螯合剂(乙二胺四乙酸二钠)1.5kg；
表面活性剂(十二烷基聚氧乙烯醚)8kg；
去离子水15kg。
上述研磨液的制备方法，包括步骤：
(1)称取配方量的磨料、磷钼酸钠、增稠剂和分散剂加入混合釜中，升温至40℃，搅拌50分钟，然后自然冷却至室温；
(2)加入配方量的pH调节剂、螯合剂、表面活性剂和去离子水，继续搅拌15分钟，均匀分散即得。
对比例3：
用于氮化镓半导体晶片的研磨液，包括：
磨料2.5kg，平均粒径为0.7μm，是由氧化锆、氧化铝组成的，二者重量比为1：2.5；
磷钼酸钠1kg；
增稠剂(羟甲基纤维素)0.8kg；
分散剂(三聚磷酸钠)1.2kg；
pH调节剂(三乙醇胺)1kg；
螯合剂(乙二胺四乙酸二钠)1.5kg；
表面活性剂(十二烷基聚氧乙烯醚)8kg；
去离子水15kg。
上述研磨液的制备方法，包括步骤：
(1)称取配方量的磨料、磷钼酸钠、增稠剂和分散剂加入混合釜中，升温至40℃，搅拌50分钟，然后自然冷却至室温；
(2)加入配方量的pH调节剂、螯合剂、表面活性剂和去离子水，继续搅拌15分钟，均匀分散即得。
对比例4：
用于氮化镓半导体晶片的研磨液，包括：
磨料2.5kg，平均粒径为0.7μm，是由氧化锆、氧化铈组成的，二者重量比为1：2；
磷钼酸钠1kg；
增稠剂(羟甲基纤维素)0.8kg；
分散剂(三聚磷酸钠)1.2kg；
pH调节剂(三乙醇胺)1kg；
螯合剂(乙二胺四乙酸二钠)1.5kg；
表面活性剂(十二烷基聚氧乙烯醚)8kg；
去离子水15kg。
上述研磨液的制备方法，包括步骤：
(1)称取配方量的磨料、磷钼酸钠、增稠剂和分散剂加入混合釜中，升温至40℃，搅拌50分钟，然后自然冷却至室温；
(2)加入配方量的pH调节剂、螯合剂、表面活性剂和去离子水，继续搅拌15分钟，均匀分散即得。
对比例5：
用于氮化镓半导体晶片的研磨液，包括：
磨料2.5kg，平均粒径为0.5μm，是由氧化锆、氧化铝和氧化铈组成的，三者重量比为1：2.5：2；
磷钼酸钠1kg；
增稠剂(羟甲基纤维素)0.8kg；
分散剂(三聚磷酸钠)1.2kg；
pH调节剂(三乙醇胺)1kg；
螯合剂(乙二胺四乙酸二钠)1.5kg；
表面活性剂(十二烷基聚氧乙烯醚)8kg；
去离子水15kg。
上述研磨液的制备方法，包括步骤：
(1)称取配方量的磨料、磷钼酸钠、增稠剂和分散剂加入混合釜中，升温至40℃，搅拌50分钟，然后自然冷却至室温；
(2)加入配方量的pH调节剂、螯合剂、表面活性剂和去离子水，继续搅拌15分钟，均匀分散即得。
对比例6：
用于氮化镓半导体晶片的研磨液，包括：
磨料2.5kg，平均粒径为0.9μm，是由氧化锆、氧化铝和氧化铈组成的，三者重量比为1：2.5：2；
增稠剂(羟甲基纤维素)0.8kg；
分散剂(三聚磷酸钠)1.2kg；
pH调节剂(三乙醇胺)1kg；
螯合剂(乙二胺四乙酸二钠)1.5kg；
表面活性剂(十二烷基聚氧乙烯醚)8kg；
去离子水15kg。
上述研磨液的制备方法，包括步骤：
(1)称取配方量的磨料、增稠剂和分散剂加入混合釜中，升温至40℃，搅拌50分钟，然后自然冷却至室温；
(2)加入配方量的pH调节剂、螯合剂、表面活性剂和去离子水，继续搅拌15分钟，均匀分散即得。
试验例
分别使用实施例1～5或对比例1～6的研磨液，选择同种氮化镓半导体晶片(形状为边长10mm的正方形)进行研磨，研磨条件如下：
Udagawa Optical Machines Co.Ltd.制造的单面研磨机(AL-2)，平板径为300nm；Fujimi Incorporated.制造的绒面革研磨垫(SURFINSSW-1)；研磨负载：700g/cm2(68.6kPa)；平板转速130rpm；线速度75m/min；研磨时间60分钟；研磨液的供给速度10mL/min(可循环使用或自然流动)。
研磨后用氨水擦洗洗涤后，用纯水擦洗30秒，用氮气吹干。研磨后晶片经500℃高温处理5min，在研磨面上产生的擦痕状态在Micro Max VMX-2100(VISION PSYTEC制造)仪器下测定划痕数目。其中每一面测量的划痕数小于20条时评价为“优”，而大于20小于100条时定义为“良”，而大于100条时定义为“差”。
研磨速度经由各研磨组合物研磨前后的氮化镓晶片的重量差计算得出。表面粗糙度使用非接触表面粗糙度测定仪(New View200/GP,Zygo社制造)测定研磨实验后的晶片的表面粗糙度Ra。
研磨效果见表1。
表1.研磨效果比较
本发明各组分协同发挥作用，所得研磨液更适合于氮化镓半导体晶片的加工和研磨，并表现出快速、高效、表面光滑度好的性能。
上述虽然对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。