第三代半導(dǎo)體碳化硅與目前廣泛使用的Si相比，在耐電性、電子遷移率、熱傳導(dǎo)性方面表現(xiàn)優(yōu)異，但非常堅(jiān)硬且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，是極難加工的材料。

近日，日本第一稀元素化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社（第一?。┬汲晒﹂_(kāi)發(fā)了一種用于功率半導(dǎo)體用SiC晶圓表面研磨的新型"氧化鋯溶膠"——ZSL108，基于該公司傳統(tǒng)產(chǎn)品基礎(chǔ)，通過(guò)開(kāi)發(fā)能有效研磨晶圓表面的粒子形狀，實(shí)現(xiàn)約1.6倍的研磨速度；此外，憑借氧化鋯納米粒子均勻的粒度分布，實(shí)現(xiàn)了研磨波動(dòng)小的高表面平坦度。

ZSL108外觀及粒子形貌SEM圖

如以上SEM圖顯示，氧化鋯納米粒子交叉形成X形或T形并堆疊成不規(guī)則的三維結(jié)構(gòu)，從而在晶圓表面形成多方向、大量的接觸點(diǎn)。這增加了摩擦力，提高了對(duì)晶圓表面的材料去除效率，有助于提高研磨速度。關(guān)于高質(zhì)量研磨，第一稀采用大顆粒切斷技術(shù)，不含有過(guò)量的粗大粒子，抑制了晶圓表面細(xì)微劃痕和凹凸不平的產(chǎn)生，從而實(shí)現(xiàn)了研磨后晶圓的高平坦度。第一稀公司內(nèi)部的SiC晶圓研磨實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)原子力顯微鏡圖像和白光干涉儀圖像，可以觀察到晶圓實(shí)現(xiàn)了原子級(jí)別的平坦度，且表面無(wú)劃痕。

研磨實(shí)驗(yàn)的原子力顯微鏡圖像和白光干涉儀圖像

作為世界知名的氧化鋯等鋯化合物原材料供應(yīng)商，第一稀元素化學(xué)開(kāi)發(fā)了眾多氧化鋯系列產(chǎn)品，為催化劑（觸媒）、電子材料、氧傳感器、精細(xì)陶瓷、耐火、制動(dòng)器、助焊劑等市場(chǎng)服務(wù)，并且在包括燃料電池（氧化鈧穩(wěn)定氧化鋯ScSZ）在內(nèi)的新興前沿市場(chǎng)占據(jù)主導(dǎo)地位。

ZSL108粒徑分布圖

新開(kāi)發(fā)的ZSL108作為碳化硅晶圓CMP拋光產(chǎn)品案例，其通過(guò)獨(dú)特的、具有不規(guī)則三維結(jié)構(gòu)的粒子設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了約1.6倍于傳統(tǒng)產(chǎn)品的研磨速度；憑借均勻的納米粒子粒度分布，有效抑制表面損傷，實(shí)現(xiàn)了原子級(jí)別的表面平坦度和低缺陷率。并且，也為廣大國(guó)內(nèi)同業(yè)提供了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的思考借鑒。

編譯整理 YUXI