钮市伟， 陈 瑶， 王永光， 寇青明， 朱玉广

(苏州大学机电工程学院，苏州 215000)

氮化镓(GaN) 材料是继第一代Ge、Si半导体材料和第二代GaAs、InP化合物半导体材料之后的第三代新型半导体电子材料，具有大的宽能带隙，高的电子饱和迁移率，低的介电常数，良好的化学稳定性和良好的光学性能[1-3]，GaN晶片在电力电子器件、微电子器件及光电子器件等领域应用时，对表面加工质量的要求非常高，GaN的晶格完整性和平整度依赖于晶片的表面加工质量[4-6]，因此，通过对GaN材料表面平坦化，以改善GaN基器件的性能。化学机械抛光(CMP)是唯一能够有效实现GaN材料全局平坦化的精密表面处理技术[7-8]，并在光电子学和高功率半导体器件领域有着广泛的应用[9-10]。Asghar等[11]利用0.3 mol/L的KMnO4，采用含有磨料Al2O3和SiO2的抛光液对GaN晶体进行抛光时，结果表明，当以Al2O3、SiO2作磨料时，GaN的材料去除速率分别为85 nm/h和39 nm/h；表面粗糙度分别为0.13 nm和0.07 nm。Aida等[12]采用机械抛光对GaN晶片进行研究，证明了含SiO2磨粒的抛光液可以有效去除表面划痕等损伤，以获得高质量GaN晶片表面。Murata等[13]利用铁与H2O2溶液发生芬顿反应后的溶液作为抛光液，然后再对GaN晶体化学刻蚀。可以看出，目前氮化镓平坦化技术仍然存在诸多问题，例如：低的去除率和不稳定的表面质量，导致高加工成本以及低实际生产效率。上述研究表明：利用氧化辅助CMP方法能够提升GaN抛光中晶体表面Ga2O3的转化效率，从而提高材料去除速率。因此，利用过氧化氢的强氧化性提高GaN晶体表面Ga2O3的转化效率，通过对工艺参数的优化研究，探索其材料去除基本规律。……