化合物衬底抛光，是指对碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）、磷化铟（InP）、砷化镓（GaAs） 等化合物半导体衬底材料进行表面精密平坦化处理的核心工艺。它是连接衬底生长与外延器件制造的关键环节，直接影响最终芯片的性能与良率。
化合物半导体材料普遍具有高硬度、高脆性、强化学惰性的特点。以碳化硅为例，其莫氏硬度高达9.5，仅次于金刚石。经过切割、研磨等前道工序后，衬底表面会留下微裂纹、位错层和残余应力，必须通过精密抛光才能达到后续外延生长所需的“EPI-Ready”状态。
化合物衬底抛光的核心目标有三：实现原子级表面平坦化（表面粗糙度Ra可控制在0.5nm以下）、去除加工损伤层、满足外延生长的严苛表面要求。
化学机械抛光（CMP） 是化合物衬底抛光中绝对的核心技术，也是目前唯一能够实现晶圆全局平坦化的超精密加工方法。
CMP的工作原理在于化学腐蚀与机械去除的动态平衡。以碳化硅为例：抛光液中的氧化剂（如H₂O₂、Fe³⁺等）首先与衬底表面发生氧化反应，生成质地较软的SiO₂或金属硅酸盐层；随后抛光垫与磨料通过机械摩擦作用去除这层软化物质。二者协同作用，实现高效的材料去除与纳米级平整度。
CMP的三大核心技术要素包括：抛光液配方设计——不同衬底需匹配不同体系；磨料选择与优化——传统SiO₂磨料效率不足，新型核壳结构磨料正在兴起；工艺参数精密控制——压力、转速、温度等需精密协同。
碳化硅（SiC）衬底抛光是最具挑战性的领域。典型的SiC晶体加工分为切割、研磨和抛光三道关键工序。CMP成本在碳化硅衬底加工中占比高达30%～40%。目前行业普遍采用粗抛与精抛相结合的两步法。
氮化镓（GaN）衬底抛光同样面临高硬度与化学惰性的双重挑战。近年来，基于类芬顿氧化技术的GaN衬底抛光液成为研究热点。国内企业已实现6英寸乃至8英寸GaN单晶衬底的突破性开发。
磷化铟（InP）衬底抛光是光电器件制造的关键工艺。CMP通过化学腐蚀与机械研磨的结合，实现表面的全局平坦化和超低损伤。研究表明，通过优化抛光液成分与工艺参数，可显著提升抛光效率与精度。
化合物衬底抛光设备与材料市场正经历国产化加速的过程。国内领军企业如北京特思迪可提供减薄、抛光、CMP的系统解决方案。
从市场数据来看，2026年全球CMP材料市场规模约42亿美元，其中中国市场约80亿元人民币。碳化硅抛光液隶属第三代半导体新兴耗材领域。预计到2032年，中国CMP材料市场有望超过160亿元人民币，增量主要来自化合物半导体（尤其是SiC）和先进封装。然而，当前CMP抛光材料国产化率仍不足30%，国产替代需求极为紧迫。
大尺寸化是明确方向——衬底正从4英寸、6英寸向8英寸、12英寸全面升级。高效率与高质量的双重追求——如何在提高去除率的同时控制表面损伤，仍是核心挑战。国产化替代加速——国内12英寸碳化硅衬底加工中试线已实现所有设备国产化。环保型工艺开发——绿色配方正逐步替代传统含重金属的抛光液。
化合物衬底抛光是一项技术密集、精度要求极高的超精密加工工艺。它以CMP技术为核心，通过抛光液、磨料、工艺参数的精密协同，将碳化硅、氮化镓、磷化铟等硬脆材料加工到原子级别的平整度，为5G通信、新能源汽车、光通信和功率电子等前沿领域奠定基础。随着国产化进程加速和市场持续扩容，化合物衬底抛光技术正迎来前所未有的发展机遇。
