中国粉体网讯 单晶SiC是典型的第三代半导体材料，具有禁带宽度大、击穿电场高、热导率大、电子饱和漂移速率高、抗辐射能力强等特性，在军事，航空航天，能源等国防领域和计算机，家用电器，数码电子等民生领域都有着广泛的应用。
碳化硅材料应用
在半导体工业中，SiC晶片的表面质量对最终产品的质量有着重要的影响。例如，SiC是制作GaN基LED、场效应晶体管(MOSFET)、辐射探测器等功率器件的理想衬底材料。在这些功率器件中，SiC晶片的表面质量会严重影响其性能。GaN薄膜主要通过SiC晶片生长，所以SiC晶片的任何表面问题都会使GaN薄膜在生长过程中产生缺陷。同时，SiC晶片表面粗糙度增大会使其击穿场强和击穿电荷减少，导致MOSFET晶体管击穿电压的下降。因此，获得具有原子级表面粗糙度的超光滑表面，即无表面损伤(表面上无凹坑和划痕等缺陷)，是其广泛应用的必要条件。
为消除缺陷，改善SiC表面粗糙度和平整度，使其满足应用要求，需对SiC进行超精密研磨抛光。根据磨料的分布方式，研磨工艺主要分为两类：游离磨料加工和固结磨料加工。超精密抛光主要包括化学机械抛光(CMP)、电化学机械抛光(ECMP)、离子束抛光(IBP)、等离子体辅助抛光(PAP)、磁流变抛光（MRF)等。
化学机械抛光加工原理图
在CMP中，磨料主要是对工件表面发生机械去除作用，不同类型的磨料具有不同的性质，它的硬度、粒径、浓度、形状等对加工效率和加工质量有着重要影响。常用于加工SiC的磨料主要有金刚石、二氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)、氧化铈(CeO2)等。理想的磨料应具备以下的条件：1)在抛光液中能自由分散；2)具有稳定的化学性质，不被抛光液的化学反应改性；3)具有足够的硬度以去除加工材料；4)不会在加工中发生物理缺陷。相对而言，硬度最高的金刚石磨粒可以获得更高的材料去除率。
广东工业大学路家斌教授长期从事半导体晶片超精密加工、金属薄板精密剪切等相关领域的研究。2026年9月3日，中粉会展将在河南•郑州举办“第三届半导体行业用金刚石材料技术大会暨功率半导体技术应用与装备研讨会”。届时，组委会将邀请路家斌教授出席本次大会并作题为《孔隙游离金刚石磨料抛光盘抛光单晶SiC性能研究》的报告。
路家斌教授将介绍一种孔隙游离金刚石磨料抛光盘新思路，金刚石磨料(Diamond)表面包覆可溶性树脂制备复合磨料，在此基础上制备孔隙游离磨料抛光盘。在抛光中利用溶剂选择性溶解复合磨料包覆层，使磨料在孔隙限制范围内游离运动，实现抛光过程中磨料运动状态由固结向孔隙游离转变的主动调控，获得半导体衬底的高效高质量抛光。
专家简介
广东工业大学教授，博士生导师。现为中国机械工程学会生产工程分会委员，中国机械工程学会生产工程分会光整加工专业委员会委员，中国机械工业金属切削刀具技术协会切削先进技术研究分会理事。
长期从事半导体晶片超精密加工、金属薄板精密剪切等相关领域的研究，目前主要研究方向包括半导体晶圆研磨抛光加工方法与技术、固相反应研磨盘和抛光盘研制、CMP抛光工艺和抛光垫研究、激光辅助微结构加工和抛光等。
作为项目负责人主持国家自然科学基金面上项目3项，省市级、企业研究项目10多项。第一作者或通讯作者在国内外学术刊物发表学术论文100多篇，其中SCI收录论文60多篇，EI收录论文80多篇。授权美国专利2件、PCT专利1件、国家发明专利20多件。
参考资料：
胡达.单晶SiC磁流变弹性抛光垫制备及其抛光特性研究
胡博宇.单晶SiC化学机械抛光液及其抛光工艺研究
肖世锦.团聚金刚石研抛单晶SiC特性研究
（中国粉体网编辑整理/黑金）
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