第三代半導體碳化硅與目前廣泛使用的Si相比，在耐電性、電子遷移率、熱傳導性方面表現優異，但非常堅硬且化學性質穩定，是極難加工的材料。

近日，日本第一稀元素化學工業株式會社（第一稀）宣布成功開發了一種用于功率半導體用SiC晶圓表面研磨的新型"氧化鋯溶膠"——ZSL108，基于該公司傳統產品基礎，通過開發能有效研磨晶圓表面的粒子形狀，實現約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，實現了研磨波動小的高表面平坦度。

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形并堆疊成不規則的三維結構，從而在晶圓表面形成多方向、大量的接觸點。這增加了摩擦力，提高了對晶圓表面的材料去除效率，有助于提高研磨速度。關于高質量研磨，第一稀采用大顆粒切斷技術，不含有過量的粗大粒子，抑制了晶圓表面細微劃痕和凹凸不平的產生，從而實現了研磨后晶圓的高平坦度。第一稀公司內部的SiC晶圓研磨實驗中，通過原子力顯微鏡圖像和白光干涉儀圖像，可以觀察到晶圓實現了原子級別的平坦度，且表面無劃痕。

研磨實驗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商，第一稀元素化學開發了眾多氧化鋯系列產品，為催化劑（觸媒）、電子材料、氧傳感器、精細陶瓷、耐火、制動器、助焊劑等市場服務，并且在包括燃料電池（氧化鈧穩定氧化鋯ScSZ）在內的新興前沿市場占據主導地位。

ZSL108粒徑分布圖

新開發的ZSL108作為碳化硅晶圓CMP拋光產品案例，其通過獨特的、具有不規則三維結構的粒子設計，實現了約1.6倍于傳統產品的研磨速度；憑借均勻的納米粒子粒度分布，有效抑制表面損傷，實現了原子級別的表面平坦度和低缺陷率。并且，也為廣大國內同業提供了產品開發的思考借鑒。

編譯整理 YUXI