中国粉体网讯  近年来，以氮化铝、氧化镓、金刚石等为代表的第四代超宽禁带半导体材料逐渐兴起，它们具有超宽禁带、高电压击穿场、高热导率、低热膨胀系数以及耐高温、抗辐射等特性，在紫外探测、芯片制造、高频大功率电子器件等领域内显示出传统半导体材料无法比拟的优势特性，已成为国际半导体及材料研究和产业化的热点。

其中，氮化铝是极具应用潜力的超宽禁带半导体材料，具有很多优良的性质，如其具有热导率高、禁带宽度大、化学性能稳定、无毒性以及与硅相匹配的热膨胀系数等性能，能够满足半导体器件的新需求，被广泛应用于各领域中。氮化铝是紫外/深紫外LED、紫外LD最佳衬底材料，也是高功率、高频电子器件理想衬底材料。此外，氮化铝具有优良的压电性、高的声表面波传播速度和较高的机电耦合系数，是GHz级声表面波器件的优选压电材料。

与碳化硅单晶生长类似，氮化铝单晶无法通过熔体法而只能采用物理气相传输（PVT）法进行生长。PVT法生长氮化铝与碳化硅体单晶基本同时起步于20世纪70年代。随着宽禁带半导体技术的兴起，及氮化铝优异性能与潜在应用前景，众多科研机构及企业在PVT法制备氮化铝单晶方面做出了长期不懈努力，但与目前较为成熟的碳化硅等衬底材料相比，氮化铝单晶生长及其衬底制备具有更高的技术难度、更高的复杂性和更高的成本等特点。

作为半导体衬底加工的关键技术，超精密抛光可以降低晶圆表面粗糙度和亚表面损伤程度。因此，超精密抛光技术在制备大尺寸、高质量、低损伤的晶圆衬底方面发挥着重要作用。

化学机械抛光（Chemical Mechanical Polishing，CMP）技术具有独特的化学和机械相结合的效应，是在机械抛光的基础上，根据所要抛光的表面，加入相应的化学试剂，从而达到增强抛光和选择性抛光的效果。CMP技术是从原子水平上进行材料去除，从而获得超光滑和超低损伤表面，该技术广泛应用于光学元件、计算机硬盘、微机电系统、集成电路等领域。同时，CMP技术也是超精密设备向精细化、集成化和微型化发展的产物。

但是由于单晶氮化铝极高的硬度和优良的化学特性，给抛光方面但来了极大的困难，特别是实现大尺寸、高质量、低损伤的单晶氮化铝晶圆超光滑表面仍然是行业所面临的巨大挑战。例如，在化学机械抛光中，材料的去除是通过化学和机械综合作用，加工后的氮化铝表面容易出现微裂纹，产生亚表面损伤。此外，在抛光工艺中，研磨液易造成污染，需要专门工艺处理，并且磨料容易对抛光垫造成磨损，需要定期对抛光垫修正。目前，用于氮化铝的磨料、抛光垫种类、抛光工艺不如碳化硅成熟，有待进一步深入研究。

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，国防科技大学智能科学学院副教授熊玉朋将作题为《大尺寸氮化铝晶圆表面超精密加工技术》的报告，报告将围绕大尺寸单晶氮化铝的加工难题，介绍基于化学机械抛光的大尺寸氮化铝晶圆表面超精密加工的创新解决方案。

专家简介：

熊玉朋，男，工学博士，国防科技大学智能科学学院装备状态感知与敏捷保障国家重点实验室副教授，智能装备精密工程研究室主任，南湖之光实验室高能激光技术部副部长，具有光学工程与机械工程的交叉学科背景，主要是从事复杂曲面光学成像系统设计、硬脆材料超精密加工技术的研究，作为项目负责人承担省部级以上项目9项，项目总经费约900万元，作为项目执行人负责基础加强重点项目、国家自然科学基金重点项目、国家重点研发计划等项目，项目总经费3000万元，以第一作者或通讯作者身份发表SCI论文20余篇，申报国家发明专利20余项，在国内外学术会议上作学术报告6次。

参考来源：

[1] 人工晶体学报

[2] 潘飞等，氮化铝陶瓷的超精密加工研究现状与发展趋势

[3] 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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