氧化铈,抛光粉***
铈是镧系元素的第二个元素,也是地球上第25个***丰富的元素,它几乎与铜储量一样丰富。
在自然状态下,氧化铈(CeO2)是***常见、***稳定的铈氧化物。氧化铈通常呈现为一种立方萤石晶体结构,空间群为Fm3m。Ce的价电子层结构是4f15d16s2,外层电子和内部电子间能量差很小,因此,氧化铈有三价和四价两种价态形式。在外部环境的影响下,Ce3+和Ce4+可以相互转化,并伴随着氧空位的形成和消失,基于这种性质,氧化铈具有较强的反应活性,氧化铈磨粒能在工件表面生成易于去除的化学齿,以获得优异的抛光性能。
总结来说:氧化铈作为磨料有如下几方面优势:
(1)氧化铈中的四价铈具有强氧化作用,对抛光物质有较强的化学作用;
(2)氧化铈的硬度比硅片硬度略小,在抛光过程中既不会对硅片材料造成明显的机械损伤,又可以得到较为光滑、洁净的平面;
(3)抛光速度和效率较快,一般抛光速率可提高3~4倍;
(4)氧化铈的晶形和活性较好,粒度小而均匀,用量少且使用寿命长;
(5)氧化铈抛光液清洁、无污染,易于处理。
这些优势让氧化铈赢得了“抛光粉***”的美誉。
在半导体制程中,氧化铈抛光液主要应用在STI和ILD中,制程越高使用越多,且用于先进封装的抛光液磨料只能是氧化铈。氧化铈价格远高于氧化硅,固含量远低于氧化硅,因此市场价值***高。氧化铈的核心是提纯难度大、粒径影响抛光效果,因此纳米级氧化铈的制备及应用是当前研究热点之一,未来前景广阔,市场及成长空间较大。