长余辉发光粒子与光催化剂在SiC晶圆化学机械抛光中的协同作用

作     者：王万堂 张保国 周佳凯 李浩然 李烨 

作者机构：河北工业大学电子信息工程学院 南开大学光电薄膜器件与技术研究所 

出 版 物：《表面技术》 (Surface Technology)

年 卷 期：2022年

核心收录：

学科分类：081702[工学-化学工艺] 07[理学] 081705[工学-工业催化] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 070304[理学-物理化学(含∶化学物理)] 0703[理学-化学] 

摘      要：目的获得一种可改善单晶SiC晶圆化学机械抛光（CMP）效率的复合增效技术，实现单晶SiC晶圆高效率和低成本的加工要求，并对其增效机理进行深入研究。方法通过抛光实验和原子力显微镜测试，探究长余辉发光粒子（LPPs）和不同光催化剂的协同作用对SiC-CMP的材料去除速率和表面粗糙度的影响。结合扫描电子显微镜（SEM）、紫外-可见漫反射光谱仪（UV-vis）、光致发光光谱仪（PL）和X射线光电子能谱仪（XPS）等测试，研究LPPs和光催化剂的协同增效机理。结果与传统的CMP条件相比，光催化条件下采用“0.5wt.%LPPs+ 0.5wt.% TiO;+1.5wt.%H;O;+2wt.%Al;O;的抛光液时，SiC的材料去除速率（MRR）由294nm/h提高到605nm/h，同时获得的晶圆表面粗糙度（Ra）为0.477nm。然而，采用含有LPPs和ZrO;的抛光液抛光SiC时，MRR和Ra都没有得到明显改善。XPS测试表明，LPPs和光催化剂的协同作用增强了抛光液对SiC的氧化作用。UV-vis和PL测试显示，LPPs和不同光催化剂协同效果的差异性主要和其光学性能有关。结论光催化条件下LPPs和TiO;对单晶SiC-CMP具有协同增效的作用，然而LPPs和ZrO;没有展现出协同增效的作用。即LPPs和光催化剂的协同作用可以改善SiC-CMP的性能，但是光催化剂的选择需要结合LPPs的发光特性考虑。