化合物襯底拋光，是指對碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）、磷化銦（InP）、砷化鎵（GaAs） 等化合物半導體襯底材料進行表面精密平坦化處理的核心工藝。它是連接襯底生長與外延器件制造的關鍵環節，直接影響最終芯片的性能與良率。
化合物半導體材料普遍具有高硬度、高脆性、強化學惰性的特點。以碳化硅為例，其莫氏硬度高達9.5，僅次于金剛石。經過切割、研磨等前道工序后，襯底表面會留下微裂紋、位錯層和殘余應力，必須通過精密拋光才能達到后續外延生長所需的“EPI-Ready”狀態。
化合物襯底拋光的核心目標有三：實現原子級表面平坦化（表面粗糙度Ra可控制在0.5nm以下）、去除加工損傷層、滿足外延生長的嚴苛表面要求。
化學機械拋光（CMP） 是化合物襯底拋光中絕對的核心技術，也是目前唯一能夠實現晶圓全局平坦化的超精密加工方法。
CMP的工作原理在于化學腐蝕與機械去除的動態平衡。以碳化硅為例：拋光液中的氧化劑（如H?O?、Fe³?等）首先與襯底表面發生氧化反應，生成質地較軟的SiO?或金屬硅酸鹽層；隨后拋光墊與磨料通過機械摩擦作用去除這層軟化物質。二者協同作用，實現高效的材料去除與納米級平整度。
CMP的三大核心技術要素包括：拋光液配方設計——不同襯底需匹配不同體系；磨料選擇與優化——傳統SiO?磨料效率不足，新型核殼結構磨料正在興起；工藝參數精密控制——壓力、轉速、溫度等需精密協同。
碳化硅（SiC）襯底拋光是最具挑戰性的領域。典型的SiC晶體加工分為切割、研磨和拋光三道關鍵工序。CMP成本在碳化硅襯底加工中占比高達30%～40%。目前行業普遍采用粗拋與精拋相結合的兩步法。
氮化鎵（GaN）襯底拋光同樣面臨高硬度與化學惰性的雙重挑戰。近年來，基于類芬頓氧化技術的GaN襯底拋光液成為研究熱點。國內企業已實現6英寸乃至8英寸GaN單晶襯底的突破性開發。
磷化銦（InP）襯底拋光是光電器件制造的關鍵工藝。CMP通過化學腐蝕與機械研磨的結合，實現表面的全局平坦化和超低損傷。研究表明，通過優化拋光液成分與工藝參數，可顯著提升拋光效率與精度。
化合物襯底拋光設備與材料市場正經歷國產化加速的過程。國內領軍企業如北京特思迪可提供減薄、拋光、CMP的系統解決方案。
從市場數據來看，2026年全球CMP材料市場規模約42億美元，其中中國市場約80億元人民幣。碳化硅拋光液隸屬第三代半導體新興耗材領域。預計到2032年，中國CMP材料市場有望超過160億元人民幣，增量主要來自化合物半導體（尤其是SiC）和先進封裝。然而，當前CMP拋光材料國產化率仍不足30%，國產替代需求極為緊迫。
大尺寸化是明確方向——襯底正從4英寸、6英寸向8英寸、12英寸全面升級。高效率與高質量的雙重追求——如何在提高去除率的同時控制表面損傷，仍是核心挑戰。國產化替代加速——國內12英寸碳化硅襯底加工中試線已實現所有設備國產化。環保型工藝開發——綠色配方正逐步替代傳統含重金屬的拋光液。
化合物襯底拋光是一項技術密集、精度要求極高的超精密加工工藝。它以CMP技術為核心，通過拋光液、磨料、工藝參數的精密協同，將碳化硅、氮化鎵、磷化銦等硬脆材料加工到原子級別的平整度，為5G通信、新能源汽車、光通信和功率電子等前沿領域奠定基礎。隨著國產化進程加速和市場持續擴容，化合物襯底拋光技術正迎來前所未有的發展機遇。
