一種化學機械拋光單晶氧化鎂基片用的拋光液的製作方法

2023-05-10 09:55:56

專利名稱：一種化學機械拋光單晶氧化鎂基片用的拋光液的製作方法
技術領域：
本發明屬於一種化學機械拋光用拋光液，特別涉及單晶氧化鎂基片化學機械拋光用的拋光液領域。
背景技術：
目前，氧化鎂基片是高頻微波器件HTS薄膜最常選用的主要襯底材料之一，也是當前可實現產業化的重要的HTS薄膜基片。經研究表明，氧化鎂基片表面的宏觀缺陷如拋光紋路和劃痕對沉積的釔鋇銅氧化物(YBCO)薄膜的形態和性能有很大影響，有嚴重劃痕的粗糙基片表面上沉積的薄膜不僅粗糙度較大，而且性能較差，導致薄膜和連接節的臨界電流密度Jc顯著降低，在表面粗糙度小於1nm和大於1.6nm的氧化鎂基片上沉積的薄膜的Jc值要相差2～3倍。另外，通過解理、拋光和退火處理等不同方式所形成的氧化鎂表面的微觀形貌和微觀結構將影響氧化鎂基片上生長的鐵電薄膜的微觀結構和結晶度。因此，製備高性能的HTS薄膜不僅要合理選擇基片，而且還要根據HTS薄膜的特殊要求，制定合理的基片加工工藝，獲得高質量的基片表面。目前，用於製備基片的拋光工藝為對研磨後的氧化鎂基片先進行機械拋光，然後通過化學拋光獲得超光滑無損傷的表面。由於單晶氧化鎂晶體自身的物理化學特性，使它成為典型的難加工硬脆材料。應用現有拋光工藝加工氧化鎂基片時存在的問題主要表現為拋光效率低，拋光後基片表面易出現微劃痕且面型精度不易保證，加工成本高。

發明內容
本發明的目的是要解決現有的拋光工藝複雜，拋光去除率低，不易獲得高質量的基片表面，且成本高等問題，從而提供一種用於單晶氧化鎂基片拋光的去除率高、損傷層小、成本低的拋光液。
本發明採用的技術方案是一種化學機械拋光單晶氧化鎂基片用的拋光液是一種水溶膠，其PH值為2～4；拋光液的組成成分含有磨料、反應劑和去離子水；磨料的重量百分比為10～40％；反應劑的重量百分比為0.5～5％；其餘重量為去離子水。
拋光液中的磨料粒徑為10～100nm，選自SiO2、ZrO、Al2O3、TiO2、MgO或CeO2。
拋光液中的反應劑為能和單晶氧化鎂反應生成鈍化膜的化學試劑，選自磷酸或磷酸鹽。
本發明具有以下明顯效果拋光去除率高，表面無劃痕和腐蝕坑等缺陷，拋光樣品表面質量好；拋光液的配製簡便，成本低；拋光廢液處理方便，對環境無汙染。
具體實施例方式
實施例配製100克含有磨料的拋光液，取重量為30克SiO2磨料製成矽溶膠，磨料的粒徑為20nm；反應劑取磷酸；把2克磷酸加入去離子水中稀釋；在強烈攪拌下將稀釋後的磷酸溶液緩慢的加入矽溶膠中，且使最終的拋光液PH值為3。然後進行拋光實驗，用配好的拋光液在拋光機上進行實驗。選取壓力為280g/cm2，拋光碟轉速是100r/min，拋光液流量為5ml/min。用AFM測量拋光後的單晶氧化鎂基片表面粗糙度，掃描區域為5μm×5μm，測量結果是Ra＝0.129nm；採用Sartorius CP225D型精密電子天平(精度0.01mg)對拋光前後基片稱重計算其材料去除率，去除率在200nm/min以上。
權利要求
1.一種化學機械拋光單晶氧化鎂基片用的拋光液，其特徵在於，拋光液是一種水溶膠，其PH值為2～4；拋光液的組成成分含有磨料、反應劑和去離子水；磨料的重量百分比為10～40％；反應劑的重量百分比為0.5～5％；其餘為去離子水。
2.按照權利要求1所說的一種化學機械拋光單晶氧化鎂基片用的拋光液，其特徵在於，拋光液中的磨料粒徑為10～100nm，選自SiO2、ZrO、Al2O3、TiO2、MgO或CeO2。
3.按照權利要求1或2所說的拋光液，其特徵在於所說的反應劑為能和單晶氧化鎂反應生成鈍化膜的化學試劑，選自磷酸或磷酸鹽。
全文摘要
本發明一種化學機械拋光單晶氧化鎂基片用的拋光液，屬於化學機械拋光用的拋光液，特別涉及化學機械拋光單晶氧化鎂用拋光液領域。這種拋光液是一種水溶膠，其pH值為2～4。拋光液的組成成分含有磨料、反應劑和去離子水；磨料的重量百分比為10～40％；反應劑的重量百分比為0.5～ 5％；其餘重量為去離子水。拋光液的磨料粒徑為10～100nm，選自SiO
文檔編號C09G1/00GK1884410SQ200610047159
公開日2006年12月27日 申請日期2006年7月5日 優先權日2006年7月5日
發明者康仁科, 王科, 金洙吉, 郭東明, 董志剛, 王寧會 申請人:大連理工大學