Solid Catalysts Based on Fenton Reaction for SiC Wafer in Chemical Mechanical Polishing

Abstract

摘要： 针对单晶SiC化学机械抛光使用的抛光液，研究了产生芬顿反应Fe、FeO、Fe2O3、Fe3O4等4种铁系固相催化剂的效果。结果发现当Fe3O4作为催化剂时，SiC表面能够产生明显的化学反应，生成较软易去除的SiO2氧化层，化学机械抛光时材料去除率最高达到17.2 mg/h、表面粗糙度最低达到Ra2.5 nm。相比Fe、FeO、Fe2O3等固相催化剂，Fe3O4更适宜用作SiC的化学机械抛光。抛光液中Fe2+离子浓度和稳定性是决定芬顿反应速率和稳定性的重要因素，固相催化剂电离自由Fe2+能力的差异直接影响了化学抛光液中的Fe2+浓度，固相催化剂电离Fe2+的能力越强，抛光液中Fe2+浓度就越高，芬顿反应速率越快，与SiC进行化学反应速度越快，材料去除率越高，抛光质量越好。