半导体碳化硅SiC的湿法氧化8

值得一提的是，硫酸根自由基(SO4^•- )的 ORP(2.60~3.10 V)高于•OH(1.90~2.70 V)， 且 SO4•-的寿命(30~40μs)高于•OH(≤1μs)。因此，基于硫酸根自由基的先进氧化工艺(SRAOPs)有望提高 PCMP 的效率。Wang 等[39]通过利用紫外和 TiO2 的协同作用激活过硫酸钾 (K2S2O8)，发现 MRR 和表面粗糙度[Sq（均方根偏差）分别为 608 nm/h 和 0.521 nm。基于 SR-AOPs 提高 CMP 效率的机理总结为

PCMP 方法可以提高 MRR 并保持优异的表面质量。此外，PCMP 仅需要添加紫 外光源，无须对现有 CMP 设备进行结构修改或增加复杂的设备。因此，PCMP 在现有 CMP 工艺中的应用具有巨大的潜力。然而，该方法仍存在一些挑战。首先，需要保证光催化剂在 浆液中的分散性。由于 PCMP 过程通常使用纳米粒子作为光催化剂，这些纳米粒子在水相 中容易发生团聚，导致光催化效率降低。因此需要进一步改善光催化纳米粒子在浆液中的分 散稳定性。其次，需要解决经过长时间紫外光照射的抛光垫的性能退化问题。最后，长时间 紫外灯照射产生的热量可能会影响抛光浆的性能，需要进一步研究。 

3.2 电化学辅助氧化 

电化学机械抛光(electrochemical mechanical polishing, ECMP)工艺在金属层（如 Cu、W 和 Al）的 CMP 中被广泛研究和应用。等离子体电化学氧化(PECO)技术目前已经应用到 SiC 的表面氧化上，如图 10 所示，将 SiC 连接阳极使其表面带正电，电解液中的 O2 在电 场作用下与 OH^-反应生成氧等离子体 O ^2-，并被 SiC 表面吸引而聚集，进而发生氧化反应。通过能量色散光谱(EDS)和 X 射线光电子能谱(XPS)分析，证明 SiC 表面已被氧化为 SiO2， 并且在 SiO2 和 SiC 之间形成了过渡层（SiCOx），PECO 实验结果表明，该方法是一种可行 且有效的氧化 SiC 表面的方法，对于 SiC 的 CMP 有很好的应用前景。