TW201918329A

TW201918329A - 多晶氮化鋁基板的拋光方法及多晶氮化鋁基板之成品

Info

Publication number: TW201918329A
Application number: TW106138427A
Authority: TW
Inventors: 王興民; 張延瑜; 李瑞評; 洪士哲; 羅乾維
Original assignee: 兆遠科技股份有限公司
Priority date: 2017-11-07
Filing date: 2017-11-07
Publication date: 2019-05-16

Abstract

一種多晶氮化鋁基板的拋光方法，包含下列步驟：將多晶氮化鋁基板置於一拋光裝置進行拋光作業，其中拋光裝置所使用的拋光液之pH值介於pH 7~9.5之間，且拋光液中包括重量百分比介於15~30%之研磨劑；在拋光作業完成後，將多晶氮化鋁基板自該拋光裝置取出。藉此可以讓多晶氮化鋁基板在拋光時維持在適當的移除速率，避免拋光速率過快造成表面上孔洞的產生。多晶氮化鋁基板之成品經拋光後的至少一表面上，直徑介於0.05~8μm之缺陷的缺陷密度小於10顆/cm² 。

Description

多晶氮化鋁基板的拋光方法及多晶氮化鋁基板之成品

本發明係與基板的拋光技術有關；特別是指一種適用於多晶氮化鋁基板的拋光方法及多晶氮化鋁基板之成品。

氮化鋁基板具備高熱傳導性、電氣絕緣性、與氮化鎵晶格匹配性極佳的特點，因此，常應用於需要高壓、高電流的功率元件，以及需要高頻、高電壓的射頻元件。

氮化鋁基板包括單晶與多晶的結構，單晶氮化鋁基板具有高品質的優點，但以目前的技術而言，單晶氮化鋁基板的生產成本高，且無法做到大尺寸（8吋以上）之規格。相較而言，多晶氮化鋁基板之結構雖有較多之缺陷（defect），然而，可以達到8吋以上大尺寸的規格。

多晶氮化鋁基板為燒結成形之氮化鋁塊材切割而成，在切割後，在進行磊晶之前，為了確保基板表面的平坦度或是減少基板的厚度，皆會進行拋光作業。已知多晶氮化鋁基板在拋光作業所使用的拋光液之pH值為10以上，藉以增加多晶氮化鋁基板的拋光速率。然而，由於多晶氮化鋁基板的表面包括了Al極性及N極性的晶粒，因此，Al極性晶粒與N極性晶粒的移除率不同，以pH值為10以上之拋光液拋光後其表面容易產生孔洞（pit，如圖１中箭頭所指之區域），導致拋光後多晶氮化鋁基板的品質不佳。

有鑑於此，本發明之目的在於提供一種多晶氮化鋁基板的拋光方法及多晶氮化鋁基板之成品，可以避免拋光後的多晶氮化鋁基板表面產生孔洞。

緣以達成上述目的，本發明提供的一種多晶氮化鋁基板的拋光方法，包含下列步驟：將該多晶氮化鋁基板置於一拋光裝置，以對該多晶氮化鋁基板的至少一表面進行拋光作業，其中該拋光裝置所使用的拋光液之pH值介於一預定pH值範圍，該預定pH值範圍為pH 7~9.5之間，且拋光液中包括研磨劑，研磨劑的重量百分比介於一預定重量百分比範圍，該預定重量百分比範圍為15~30%；以及拋光作業完成後，將該多晶氮化鋁基板自該拋光裝置取出。

本發明提供的一種多晶氮化鋁基板之成品，係以前述之拋光方法所拋光，其中，該多晶氮化鋁基板之成品經拋光後的至少一表面上，直徑介於0.05~8μm之缺陷的缺陷密度小於10顆/cm² 。

本發明之效果在於，藉由拋光液之pH值不大於9.5且研磨劑的預定重量百分比範圍為15~30%，因此，可以讓多晶氮化鋁基板在拋光時維持在適當的移除速率，避免拋光速率過快造成表面上孔洞（pit）的產生。

為能更清楚地說明本發明，茲舉較佳實施例並配合圖式詳細說明如後。請參圖２所示，為本發明一較佳實施例中用以進行多晶氮化鋁基板的拋光方法的拋光系統。拋光系統包含一拋光裝置、一儲存槽12、一pH調整液供應源14、一拋光液供應源16與一控制裝置18。

該拋光裝置10用以進行多晶氮化鋁基板W的拋光作業，本實施例中多晶氮化鋁基板W為燒結成形之多晶氮化鋁基板W，其係由燒結成形之氮化鋁塊材切割而成。

該儲存槽12用以容置拋光液S，拋光液S中包含研磨劑、添加劑、溶劑，其中拋光液S之pH值介於一預定pH值範圍，該預定pH值範圍為pH 7~9.5之間，本實施例中，該預定pH值範圍為pH 8~9；研磨劑於本實施例中包括二氧化矽研磨粒，研磨劑的重量百分比為一預定重量百分比範圍，該預定重量百分比範圍為15~30%，本實施例中，研磨劑的預定重量百分比範圍為20~25%。添加劑包含氧化劑、分散劑與鹽類之至少一者。

該拋光裝置10與該儲存槽12之間設置有一輸出管路20與一回流管路22，且輸出管路20上設置有一抽取泵202，以將儲存槽12中的拋光液S抽取至拋光裝置10使用。回流管路22則是連通拋光裝置10中的一容槽102與該儲存槽12，以將拋光後的拋光液S回流至儲存槽12，回流管路22上設有一過濾件222，該過濾件222過濾回收之拋光液中的雜質，例如拋光液中的結晶。

該pH調整液供應源14與該儲存槽12之間設置有一第一管路，該第一管路24上設置有一第一閥242，該第一閥242係受控制而開通或阻斷第一管路24，使pH調整液供應源14之pH調整液輸送至儲存槽12中或阻斷pH調整液注入該儲存槽12。

該拋光液供應源16與該儲存槽12之間設置有一第二管路26，該第二管路26上設置有一第二閥262，該第二閥262係受控制而開通或阻斷第二管路26，使拋光液供應源16中新的拋光液輸送至儲存槽12中或阻斷新的拋光液注入該儲存槽12。

該儲存槽12中設置有一pH感測器28，該控制裝置18電性連接該pH感測器28，並依據該pH感測器28所感測的pH值控制該第一閥242開通或阻斷該第一管路24，使該儲存槽12內拋光液之pH值維持於該預定pH值範圍。

此外，該控制裝置18更用以抽取該儲存槽12中的拋光液S，並分析拋光液S中研磨劑的重量百分比，據以控制第二閥262開通或阻斷該第二管路26，以維持研磨劑之重量百分比於該預定重量百分比範圍。

該儲存槽12中設有一熱交換管30，該熱交換管30連接至一溫控器32，以控制該儲存槽12中拋光液S之溫度維持於一預定溫度範圍，避免拋光液S溫度過高。

藉由上述之結構即可進行本實施例的拋光方法，包含下列步驟：

將多晶氮化鋁基板W置於該拋光裝置10，控制抽取泵202將儲存槽中的拋光液S抽取至拋光裝置10使用，以對多晶氮化鋁基板W的至少一表面進行拋光作業。在拋光作業過程中所使用的拋光液S之pH值介於前述之預定pH值範圍，且拋光液S中研磨劑的重量百分比介於前述之預定重量百分比範圍。

在多晶氮化鋁基板W的至少一表面經過一預定之拋光時間拋光後，即完成拋光作業，即可將多晶氮化鋁基板W自該拋光裝置10中取出，成為多晶氮化鋁基板W之成品。實務上，亦可復對多晶氮化鋁基板W的另一表面經該預定之拋光時間拋光後取出。

藉此，即可完成本實施例的拋光方法之基本步驟。

此外，在本實施的拋光方法中，更包含執行下列步驟，惟，下列步驟無先後之順序關係：

透過該溫控器32及熱交換管30控制儲存槽12中的拋光液S維持於前述之該預定溫度範圍，以維持注入至該拋光裝置10的拋光液S之溫度；

藉由該控制裝置18監測拋光液S之pH值，據以控制第一閥242，使儲存槽12中拋光液S之pH值維持於該預定pH值範圍，以供注入至該拋光裝置10；以及

藉由該控制裝置18監測儲存槽12中拋光液S之研磨劑的重量百分比，據以控制第二閥262，使儲存槽12中研磨劑之重量百分比維持於該預定重量百分比範圍，以供注入至該拋光裝置10。

實務上，前述三個步驟中亦可執行至少一者。

據上所述，本發明的拋光液之pH值不大於9.5且研磨劑的預定重量百分比範圍為15~30%，因此，可以讓多晶氮化鋁基板W在拋光時維持在適當的移除速率，避免拋光速率過快造成表面上孔洞（pit）的產生。請配合圖３，本實施例的多晶氮化鋁基板W之成品經拋光後的至少一表面在拋光後，可以維持較平垣，且經量測得到經拋光後的至少一表面直徑介於0.05~8μm之缺陷的缺陷密度小於10顆/cm² 。如此，可避免影響後續成長於多晶氮化鋁基板W之表面的磊晶層的品質。

以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已，舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之等效變化，理應包含在本發明之專利範圍內。

［本發明］

10‧‧‧拋光裝置

102‧‧‧容槽

12‧‧‧儲存槽

14‧‧‧pH調整液供應源

16‧‧‧拋光液供應源

18‧‧‧控制裝置

20‧‧‧輸出管路

202‧‧‧抽取泵

22‧‧‧回流管路

222‧‧‧過濾件

24‧‧‧第一管路

242‧‧‧第一閥

26‧‧‧第二管路

262‧‧‧第二閥

28‧‧‧pH感測器

30‧‧‧熱交換管

32‧‧‧溫控器

W‧‧‧多晶氮化鋁基板

S‧‧‧拋光液

圖１為習知的拋光方法拋光後的多晶氮化鋁基板表面於顯微鏡觀察的照片。圖２為本發明一較佳實施例之拋光系統。圖３為上述實施例之拋光方法拋光後的多晶氮化鋁基板表面於顯微鏡觀察的照片。

Claims

一種多晶氮化鋁基板的拋光方法，包含有下列步驟：將該多晶氮化鋁基板置於一拋光裝置，以對該多晶氮化鋁基板的至少一表面進行拋光作業，其中該拋光裝置所使用的拋光液之pH值介於一預定pH值範圍，該預定pH值範圍為pH 7~9.5之間，且拋光液中包括研磨劑，研磨劑的重量百分比介於一預定重量百分比範圍，該預定重量百分比範圍為15~30%；以及拋光作業完成後，將該多晶氮化鋁基板自該拋光裝置取出。
如請求項1所述之多晶氮化鋁基板的拋光方法，包含控制拋光液維持於一預定溫度範圍，該預定溫度範圍介於8~40℃。
如請求項2所述之多晶氮化鋁基板的拋光方法，其中該預定溫度範圍介於10~20℃。
如請求項1所述之多晶氮化鋁基板的拋光方法，其中拋光液之該預定pH值範圍為pH 8~9。
如請求項1所述之多晶氮化鋁基板的拋光方法，包含監測拋光液之pH值，並控制拋光液之pH值維持於該預定pH值範圍。
如請求項1所述之多晶氮化鋁基板的拋光方法，其中該預定重量百分比範圍為20~25%。
如請求項1所述之多晶氮化鋁基板的拋光方法，包含監測拋光液中研磨劑的重量百分比，並控制研磨劑之重量百分比維持於該預定重量百分比範圍。
如請求項1所述之多晶氮化鋁基板的拋光方法，其中拋光液包含添加劑，添加劑包含氧化劑、分散劑與鹽類之至少一者。
一種多晶氮化鋁基板之成品，係以如請求項1之拋光方法所拋光，其中，該多晶氮化鋁基板之成品經拋光後的至少一表面上，直徑介於0.05~8μm之缺陷的缺陷密度小於10顆/cm² 。