碳化硅辅助增效化学机械抛光材料去除机理研究进展

徐腾飞1，刘伟1，邓朝晖2，陈根1，朱德财2（1.湖南科技大学 机电工程学院 难加工材料高效精密加工湖南省重点实验室；2.华侨大学 制造工程研究院）

摘要：碳化硅具有优异的物理和化学特性，是典型的第三代半导体材料。但碳化硅具有高硬度和化学惰性，导致其精密抛光加工面临材料难去除、表面易损伤和加工成本高等问题，无法满足高效低损伤平坦化加工的迫切需求。目前，化学机械抛光是实现碳化硅衬底全局平坦化的关键技术，但碳化硅化学机械抛光及其辅助增效的研究主要注重实验和技术方法开发，而在其化学反应和机械去除过程中材料去除机理的深层次研究方面存在一定的不足。针对碳化硅典型的晶型结构特点，简述了不同晶型结构的碳化硅材料性能差异，以及材料特性对抛光去除的影响；综述了碳化硅化学机械抛光的原理、材料去除机理及其微观去除机制；分析了几种较为典型的辅助增效化学机械抛光技术，揭示了碳化硅在多能量场耦合作用下的材料去除机理，以及多能量场的耦合效应对其抛光过程中机械作用和化学反应的促进作用。并展望了提高碳化硅抛光材料去除率和表面质量的未来发展方向，以期为碳化硅的高效高质量、低损伤、低成本加工提供新的研究方法和思路。

关键词：碳化硅；化学机械抛光；晶型结构；辅助增效；材料去除机理