單晶SiC是第三代半導體材料的代表，廣泛應用于5G通訊、汽車電子、電力電子、LED照明等領域。碳化硅單晶材料屬典型的硬脆材料，化學穩定性好，常溫下幾乎不與其他物質反應，因此較難獲得高精度無損傷的晶片表面。但是高性能的碳化硅電子器件必須要求碳化硅原始晶片表面粗糙度在納米級別、平面度好、表面不能存在明顯缺陷；否則會導致使晶體的結晶構造發生變化，進而對器件的電學性能造成很大的影響。因此，碳化硅單晶材料的加工工藝技術直接制約著碳化器件的發展，而如何獲得高質量的SiC晶片表面也成為目前急于解決的問題。

對于具有高硬度、化學性質穩定等特性的單晶SiC而言，高效超精度拋光難度大、加工成本高。化學機械拋光(CMP)是目前實現單晶SiC超精密加工的一種有效且常用的方法，也是單晶SiC基片加工的最后一道工藝，是保證被加工基片表面實現超光滑、無缺陷、無損傷的關鍵。

化學機械拋光是通過化學腐蝕和機械磨損協同作用，實現工件表面材料去除及平坦化的過程。晶片在拋光液的作用下發生化學氧化作用，表面生成化學反應層，隨后該反應軟化層在磨粒的機械作用下被除去。

CMP工藝表面反應原理

由于化學機械拋光技術涉及多學科知識，如化學、物理、摩擦、力學和材料學等，因此影響其拋光效果的因素很多，主要為拋光液（磨粒、氧化劑、pH值、添加劑等），拋光墊（硬度、彈性、表面形貌等）和拋光參數（拋光壓力、拋光頭/拋光盤轉速、拋光液流量等）。

深刻研究拋光反應原理，在拋光液、拋光墊、拋光盤等各環節精細把控，才能制備出更高質量的晶片。在即將于2023年9月18-19日在東莞舉辦的“2023年全國精密研磨拋光材料及加工技術發展論壇”，將由來自廣東工業大學機電工程學院的路家斌教授分享報告“單晶SiC超精密拋光研究進展”。報告將圍繞單晶SiC超精密拋光研究進展，重點介紹單晶SiC表面的固相反應原理及其CMP工藝研究，在此基礎上介紹基于芬頓反應的單晶SiC 固相反應拋光盤的制備（包括環氧樹脂基、陶瓷基的固相反應拋光盤，磁流變彈性體拋光墊），并介紹基于金屬接觸腐蝕的半導體晶片拋光方法。

報告人簡介

路家斌：廣東工業大學機電工程學院教授/博士生導師，中國機械工程學會生產工程分會委員、光整加工專業委員會委員，中國機械工業金屬切削刀具技術協會切削先進技術研究分會理事。主要從事半導體晶片超精密加工、金屬薄板精密剪切等相關領域的研究，作為項目負責人主持國家自然科學基金面上項目2項，省市級、企業研究項目近10多項。第一或通訊作者發表學術論文60多篇，其中SCI收錄論文30多篇，EI收錄論文40多篇。授權國家發明專利10多件，PCT專利1件，授權實用新型專利20多件, 獲2020年度廣東省科學技術獎技術發明獎二等獎。

東莞拋光論壇會務組

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