中国粉体网讯 近几年半导体行业火爆发展，各种半导体材料层出不穷，半导体材料因具有力学、光学、热学、电学等多方面优异性质而用于固态照明、功率器件、光发射器、紫外线探测器等光电器件，以及高压、高温二极管等电子器件，被应用于各个领域。
在器件的制备过程中，半导体材料的表面质量直接影响着器件的性能。针对不同的半导体材料，其需要切磨抛的工艺各不相同。研磨和抛光是经典的超精密加工技术，被广泛应用于脆性难加工半导体衬底材料的超光滑无损伤加工，比如硅、氮化镓和蓝宝石等材料的加工。通过研磨和抛光可以有效去除前道工序造成的加工损伤，并获得超光滑无损伤的工件表面。
研抛磨粒作为研抛工艺的核心辅助材料之一，研抛磨粒选择的恰当与否直接影响到研抛效率和研抛质量的高低。磨料不仅起着机械研磨的作用，部分磨料还能与抛光对象发生络合反应，促进抛光。所以磨料本身的物化性质就显得尤为重要，磨料的硬度和分散稳定性是其抛光效果的主要影响因素，硬度低，则材料去除率低，硬度过高，又会造成抛光对象表面划痕严重，导致表面粗糙度大，抛光质量不理想。若磨料的分散稳定性不佳，即使是磨料之间的软团聚，也会造成抛光对象表面划痕严重的情况。因此，选用合适的磨粒对于研抛来说十分重要。
研抛工艺要求不同，采用的磨粒材质也不同，常见磨粒有二氧化硅（SiO2）、氧化铈（CeO2）、碳化硼（B4C）、氧化铝（Al2O3）、碳化硅（SiC）和金刚石等。在已知的所有的磨料中，氧化铝因其形貌、软硬、晶型可控，所以在抛光行业中应用越来越广、越来越高端。
氧化铝在自然界存在多种同质异性相，如α-Al2O3、β-Al2O3、θ-Al2O3、η-Al2O3、χ-Al2O3、κ-Al2O3等。一般选用50～200 nm粒径分布均匀的α-Al2O3作为抛光磨粒。
Al2O3磨粒在水溶液中由于静电力等作用容易团聚成大颗粒胶团，出现絮凝分层等现象，导致抛光液稳定性较差。因此，使用Al2O3作为抛光液磨粒，需要在抛光液中加入各种各样稳定剂和分散剂，使得对抛光机理的研究更加复杂。此外，由于Al2O3的两性化学性质，Al2O3抛光液分为碱性抛光液和酸性抛光液，与碱性抛光液相比，酸性抛光液对设备的腐蚀更为严重，所以碱性抛光液比酸性抛光液应用更广泛。碱度对碱性抛光液性能起着非常重要的作用，经市场调研，pH值为12以上可以提高材料的去除率，但是过高的碱度同样会对设备造成严重腐蚀。因此，如何制备合适的Al2O3抛光液并进行应用需要继续探索。
研磨抛光技术在集成电路芯片的制作中具有重要作用，针对高端研磨抛光相关的技术、材料、设备、市场等方面的问题，中国粉体网将于2025年4月16日在河南郑州举办2025第二届高端研磨抛光材料技术大会。届时，无锡云岭半导体有限公司副总经理纪发明将作题为《半导体材料抛光用氧化铝抛光液的制备和应用》的报告，报告将详细介绍氧化铝抛光液的制备工艺，并结合使用案例进行阐述。
专家简介：
纪发明，无锡云岭半导体有限公司副总经理，从事研磨抛光行业近20年，对氧化铝、稀土、氧化锆等研磨抛光材料有深入研究。开发的抛光产品覆盖半导体衬底材料、精密光学材料、红外晶体材料、陶瓷材料、激光晶体材料和金属材料等的精密加工，撰写专利10余篇。
参考来源：
[1] 何潮等，半导体材料CMP过程中磨料的研究进展
[2] 周兆锋等，超精密表面研抛磨粒的研究进展
[3] 张曼，氧化铝磨料制备、抛光浆料稳定性及其抛光性能的研究
[4] 孟凡宁等，化学机械抛光液的研究进展
（中国粉体网编辑整理/山林）
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