FeSO4微胶囊的合成与表征及其在单晶SiC晶圆化学机械抛光中的高效催化应用

本文推荐一种创新性FeSO4微胶囊技术，通过原位聚合法将芬顿反应催化剂封装于三聚氰胺甲醛（MF）树脂中，显著提升单晶碳化硅（SiC）化学机械抛光（CMP）效率。研究系统优化水油比（1:25）、搅拌速率（450 rpm）及核壁比（1:2）等参数，获得表面光滑、粒径均匀的微胶囊，其热稳定性和渗透阻力优异。摩擦实验表明，该技术使材料去除率（MRR）提升30%，为解决传统抛光液效率低、寿命短及铁泥污染问题提供绿色解决方案。

　　

Highlight

本研究通过原位聚合技术成功制备了应用于碳化硅（SiC）化学机械抛光（CMP）的FeSO₄微胶囊。傅里叶变换红外光谱（FT-IR）证实，硫酸亚铁（FeSO₄）被有效包裹在三聚氰胺-甲醛（MF）树脂外壳中，形成结构稳定的微胶囊。

关键参数分析

水油比、搅拌速率和核壁比等制备参数对微胶囊表面形貌和粒径分布的影响被系统研究。结果表明：当水油比为1:25、搅拌速率450 rpm、核壁比1:2时，微胶囊呈现光滑表面与优异分散性；核壁比从1:1降至1:3时，微胶囊渗透阻力提升约1.5倍。

热稳定性验证

热重分析（TGA）显示微胶囊具有良好的热稳定性，为其在高温抛光环境中的应用提供保障。

摩擦性能突破

模拟CMP环境的摩擦磨损实验表明，FeSO₄微胶囊条件下的磨损面积为12.491 μm2，相比传统芬顿催化剂，材料去除率（MRR）提升30%。

Conclusion

该研究将微胶囊技术引入CMP领域，通过精准控制Fe²⁺释放，实现了芬顿反应催化剂的高效利用，为单晶SiC的高效绿色抛光提供了新思路。

（注：翻译部分已去除文献引用标识，专业术语保留原文格式并添加英文缩写，语言风格兼顾专业性与生动性。）