单晶SiC化学机械抛光液的固相催化剂研究

针对单晶Si C化学机械抛光使用的抛光液,研究了产生芬顿反应Fe、Fe O、Fe_2O_3、Fe_3O_4等4种铁系固相催化剂的效果。结果发现当Fe_3O_4作为催化剂时,Si C表面能够产生明显的化学反应,生成较软易去除的Si O_2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R_a2.5 nm。相比Fe、Fe O、Fe_2O_3等固相催化剂,Fe_3O_4更适宜用作Si C的化学机械抛光。抛光液中Fe~(2+)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Fe~(2+)能力的差异直接影响了化学抛光液中的Fe~(2+)浓度,固相催化剂电离Fe~(2+)的能力越强,抛光液中Fe~(2+)浓度就越高,芬顿反应速率越快,与Si C进行化学反应速度越快,材料去除率越高,抛光质量越好。