[发明专利]一种具有自清洗作用的抛光剂及抛光液

说明书

技术领域

本发明属于晶片表面化学机械抛光技术领域，具体涉及一种具有自清洗作用的抛光剂，同时还涉及一种具有自清洗作用的抛光液。

背景技术

发光二极管(LED)是一种能把电能转化为光能的固体器件，其结构主要由PN结芯片、电极和光学系统等组成。LED的基本工作原理是一个电光转换过程，当一个正向偏压施加于PN结两端，由于PN结势垒的降低，P区的正电荷将向N区扩散，N区的电子也向P区扩散，同时在两个区域形成非平衡电荷的积累。由于电流注入产生的少数载流子是不稳定的，对于PN结系统，注入到价带中的非平衡空穴要与导带中的电子复合，其中多余的能量将以光的形式向外辐射，电子和空穴的能量差越大，产生的光子能量就越高。LED的波长、亮度、正向电压等主要光电参数基本上取决于外延材料，因此外延材料是LED的核心部分。LED外延片就是在特定的温度下，通过金属有机物化学气相沉积(MOCVD)，将气态的外延材料有控制的输送到衬底基片表面，生长出特定的单晶薄膜而成，其衬底材料目前主要是蓝宝石。

由于蓝宝石材料的导热性较差，为防止LED有源区过高的温升对其光输出特性和寿命产生影响，在完成电极制备等工艺后，必须对蓝宝石衬底进行背减薄，以提高器件的散热性能。减薄后的衬底背面存在表面损伤层，其残余应力会导致外延片弯曲变形且易在后继的工序中碎裂，减薄后必须对衬底背面进行研磨和化学机械抛光(CMP)，以去除表面损伤层，消除残余应力。

化学机械抛光(CMP)是目前几乎唯一可以达到全局平面化的技术。其基本操作原理为：在一定压力下和抛光液存在下，被抛光工件相对于抛光垫作相对运动，从而达到表面平整的效果。抛光液作为化学机械抛光技术中的关键要素，其性能直接影响工件抛光后的表面质量。现有技术中，CN104109480A公开了一种双面抛光机用蓝宝石衬底抛光液，含有二氧化硅磨料、碱性化合物、氧化剂、表面活性剂及水。其中，二氧化硅承担着抛光蓝宝石时机械磨削的作用；碱性化合物用于腐蚀或刻蚀蓝宝石表面进行化学抛光。上述配方中的氧化剂可以氧化工件表面的金属杂质，从而防止抛光后的工件表面被金属污染，提高工件表面的抛光质量。

但是，在CMP后，为了清除晶片表面由抛光液带来的有机沾污和磨料颗粒，须要采用酸碱对其进行清洗，否则，难以将表面的有机沾污和磨料颗粒清洗干净，但是，酸碱会不可避免地对衬底正面的外延膜层产生腐蚀。因此，需要一种具有自清洗作用的抛光液对蓝宝石基LED外延片进行化学机械抛光，勿需再采用酸碱对抛光后的外延晶片进行清洗，以避免对外延膜层产生腐蚀。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有自清洗作用的抛光剂，解决现有抛光液对蓝宝石基LED外延片进行化学机械抛光后，还需要采用酸碱对对抛光后的外延晶片进行清洗所造成的外延膜层被腐蚀的问题。

本发明的第二个目的是提供一种具有自清洗作用的抛光液。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：

一种具有自清洗作用的抛光剂，包括以下重量份数的组分：二氧化硅5～40份、碱性化合物0.2～10份、椰子酸二乙醇胺缩合物0.001～1份、表面活性剂0.001～0.5份。

所述二氧化硅为胶体二氧化硅、气相二氧化硅、沉淀法二氧化硅中的任意一种或多种。

所述二氧化硅的粒径为10～120nm。

所述碱性化合物为氢氧化钾、氢氧化钠、四甲基氢氧化铵、乙二胺中的任意一种或多种。

所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠与壬基酚聚氧乙烯醚的混合物。

上述具有自清洗作用的抛光剂的制备方法，包括取配方量的二氧化硅、碱性化合物、椰子酸二乙醇胺缩合物、表面活性剂，混合，即得。

一种具有自清洗作用的抛光液，含有以下质量百分比的组分：二氧化硅5％～40％、碱性化合物0.2％～10％、椰子酸二乙醇胺缩合物0.001％～1％、表面活性剂0.001％～0.5％，余量为水。

上述抛光剂或抛光液中的二氧化硅，为纳米二氧化硅，抛光时起着机械磨削的作用。所述二氧化硅为胶体二氧化硅、气相二氧化硅、沉淀法二氧化硅中的任意一种或多种。

为提高抛光效率，优选的，所述二氧化硅的粒径为10～120nm。二氧化硅的粒度太小，起不到机械磨削的作用；粒度太大，则会在抛光面造成划痕和伤害。