專利名稱：一種銻化鎵晶片雙面拋光方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種化合物半導體晶片拋光工藝，具體地說，是涉及一種銻化鎵(100) 晶片雙面拋光方法。
背景技術：
銻化鎵是重要的III-V族化合物半導體材料，是良好的電子和光電子器件的襯底材料，也是制造太陽能電池的極佳材料。銻化鎵材料具有較窄的禁帶寬度和較大的晶格常數，容易與禁帶寬的半導體材料相配，生長出高質量的超晶格和雙異質結外延層，是制造紅外監(jiān)測器件和量子阱器件極好的襯底材料。銻化鎵材料長期以來一直是中紅外波段激光器、探測器的首選材料，用它制作的激光器波長可以在2-5μπι范圍內改變。銻化鎵基材料制造的器件除了在光纖通信中有巨大的潛在應用價值外，在其他領域也有很大的潛在應用價值，如制作火箭和監(jiān)視系統中的紅外成像器件，用于火災報警和環(huán)境污染檢測及檢測工廠中腐蝕氣體和有毒氣體的泄漏的傳感器，以及空間技術領域應用等。晶片表面加工引入的表面損傷會降低材料電阻率的均勻性和電子遷移率、降低 MESFET結構的源漏飽和電流的均勻性和器件的成品率及壽命。隨著外延器件制備工藝的日趨成熟，器件對銻化鎵單晶的質量，尤其銻化鎵拋光片表面質量要求越來越高。因此，為了滿足市場對銻化鎵晶片的需求，有必要提供一種銻化鎵晶片的拋光方法，使高質量單晶材料的各項性能充分反映到器件。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種銻化鎵(100)晶片雙面拋光方法，該方法高效實用， 可操作性強，可批量加工，拋光成品率達到90%，同時緩解了銻化鎵晶片拋光后氧化的問題，所使用的化學試劑為低成本材料，清洗劑、拋光廢液易于處理，不會對環(huán)境和人體造成危害。為了達到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術方案一種銻化鎵(100)晶片雙面拋光方法，其特征在于本發(fā)明采用化學機械拋光加化學腐蝕的方法，在晶片機械拋光后經化學腐蝕去除損傷層。本發(fā)明除可用“2360”型拋光劑外，還可以用天津西立卡公司的“3030”型拋光劑、 天津晶嶺電子材料公司的“FA/0F3210”型拋光劑及東莞皓志稀土材料公司的“BGY-903”型拋光劑。清洗液除可用華星DZ-4B外，還可用天津晶嶺公司的FA/0DW810。它包括步驟1.晶片測厚分組將合格晶片以5 10 μ m的厚度差為分檔線分檔；2.晶片初次清洗用純水、H2O2和NH4OH配制成體積比為(5 40) (1 2) (1 幻的腐蝕液，加熱至20 50°C，把晶片放入腐蝕液中腐蝕5 60秒，腐蝕后用純水沖洗，并吸干水跡；3.粘片在拋光盤表面溫度在20 60°C時進行粘片；4.背面拋光用純水、拋光劑和次氯酸鈉以體積比(50 100) (1 10) (1 10)的比例配制成拋光液，5.卸片將拋光盤加熱，熔化晶片底層蠟層進行卸片；6.粘片及正面拋光重復第3步將晶片正面朝上粘于拋光盤上，重復第4步對晶片正面拋光；7.晶片二次清洗將經過雙面拋光的晶片放在用清洗液和純水配制成體積比 1 (3 10)的溶液中用超聲波清洗，設置清洗溫度為50 100°C，清洗時間為10 30 分鐘，而后用純水沖洗。8.化學腐蝕用CH3C00H、H20、HF以體積比(10 30) (5 15) 1的比例配
制成腐蝕液，將晶片置于腐蝕液中；9.檢驗包裝檢驗晶片表面質量，經檢驗合格的晶片封裝并貼上標簽。設置拋光溫度在15 60°C，設定拋光壓力為2 25psi，拋光時間為10 60分鐘，拋光液流量為10 150毫升/分鐘，進行背面及正面拋光。 所述的將晶片置于腐蝕液中，是在室溫條件下腐蝕10 60秒，而后用純水沖洗10
分鐘，并用N2吹干。所采用的超聲波功率為900W，頻率為^KHz。本發(fā)明的優(yōu)點采用本方法可批量加工銻化鎵(100)雙面拋光片，方法簡單實用， 可操作性強，拋光成品率達到90%。同時緩解了銻化鎵晶片拋光后氧化的問題。通過該方法拋光所得銻化鎵拋光晶片翹曲度不大于20 μ m,晶面平整度不大于4 μ m,表面粗糙度達到0. 1 0. 2 μ m，晶片總厚度變化不大于5 μ m。拋光片未檢測到沾污、霧、劃道、顆粒、裂、 橘皮、鴉爪等缺陷。


圖1是本發(fā)明銻化鎵晶片雙面拋光方法的流程框圖。
具體實施例方式下面以具體實施例對本發(fā)明做進一步說明拋光所使用的拋光液為Nalco公司生產的SW2粒徑為40 70nm的“2360”型拋光劑稀釋后加次氯酸鈉溶液而成。所使用的清洗劑為清洗半導體材料專用的華星DZ-4B。實施例1 1.晶片測厚分組將合格晶片以5μπι的厚度差為分檔線分檔。2.晶片初次清洗用純水、H2O2和NH4OH配制成體積比為10 2 1的腐蝕液，加熱至30°C，把晶片放入腐蝕液中腐蝕40秒。腐蝕后用純水沖洗，再用濾紙吸干水跡。3.粘片在拋光盤表面溫度在30°C時進行正面粘片。4.背面拋光用純水、拋光劑和次氯酸鈉以體積比90 4 2的比例配制成拋光液，設置拋光液溫度在20°C，設定拋光壓力為15psi，拋光時間為20分鐘，拋光液流量為70
毫升/分鐘，進行背面拋光。
4
5.卸片將拋光盤加熱，熔化晶片周圍蠟層進行卸片。6.粘片及正面拋光重復第3步將晶片正面朝上粘于拋光盤上，重復第4步對晶片正面拋光。7.晶片二次清洗將經過雙面拋光的晶片放在用清洗液(華星DZ-4B或天津晶嶺 FA/0DW810)和純水配制成體積比1 10的溶液中用超聲波清洗。超聲波功率為900W，頻率為^KHz,設置清洗溫度為100°C，清洗時間為10分鐘，而后用純水沖洗。8.化學腐蝕用CH3C00H、H20、HF以體積比10 5 1的比例配制成腐蝕液，將晶片置于腐蝕液中在室溫條件下腐蝕20秒，而后用純水沖洗10分鐘，并用隊吹干。9.結果晶片表面有細微劃道，建議適當調整化學腐蝕液配比，提高腐蝕時間。實施例2 1.晶片測厚分組將合格晶片以5 10 μ m的厚度差為分檔線分檔。2.晶片初次清洗用純水、H2O2和NH4OH配制成體積比為20 1 5的腐蝕液，加熱至40°C，把晶片放入腐蝕液中腐蝕30秒。腐蝕后用純水沖洗，再用濾紙吸干水跡。3.粘片在拋光盤表面溫度在40°C時進行正面粘片。4.背面拋光用純水、拋光劑和次氯酸鈉以體積比70 5 5的比例配制成拋光液，設置拋光液溫度在45°C，設定拋光壓力為5psi，拋光時間為30分鐘，拋光液流量為50 毫升/分鐘，進行背面拋光。5.卸片將拋光盤加熱，熔化晶片底層蠟層進行卸片。6.粘片及正面拋光重復第3步將晶片正面朝上粘于拋光盤上，重復第4步對晶片正面拋光。7.晶片二次清洗將經過雙面拋光的晶片放在用清洗液(華星DZ-4B或天津晶嶺 FA/0DW810)和純水配制成體積比1 5的溶液中用超聲波清洗。超聲波功率為900W，頻率為^KHz,設置清洗溫度為60°C，清洗時間為20分鐘，而后用純水沖洗。8.化學腐蝕用CH3C00H、H20、HF以體積比20 10 1的比例配制成腐蝕液，將晶片置于腐蝕液中在室溫條件下腐蝕30秒，而后用純水沖洗10分鐘，并用隊吹干。9.結果晶片表面有少許腐蝕坑及霧狀現象，建議適當調整拋光液配比及流量， 加大拋光壓力。
權利要求
1.一種銻化鎵晶片雙面拋光方法，其特征在于它包括以下步驟1).晶片測厚分組將合格晶片以5 10μ m的厚度差為分檔線分檔；2).晶片初次清洗用純水、H2O2和NH4OH配制成體積比為(5 40) (1 2) (1 5)的腐蝕液，加熱至20 50°C，把晶片放入腐蝕液中腐蝕5 60秒，腐蝕后用純水沖洗， 并吸干水跡；3).粘片在拋光盤表面溫度在20 60°C時進行粘片。4).背面拋光用純水、拋光劑和次氯酸鈉以體積比(50 100) (1 10) (1 10)的比例配制成拋光液；5)·卸片；6).粘片及正面拋光；7).晶片二次清洗將經過雙面拋光的晶片放在用清洗液和純水配制成體積比 1 (3 10)的溶液中用超聲波清洗，設置清洗溫度為50 100°C，清洗時間為10 30 分鐘，而后用純水沖洗；8).化學腐蝕用CH3C00H、H20、HF以體積比(10 30) (5 15) 1的比例配制成腐蝕液，將晶片置于腐蝕液中；9).檢驗包裝。
2.根據權利要求1所述的一種銻化鎵晶片雙面拋光方法，其特征在于設置拋光溫度在15 60°C，設定拋光壓力為2 25psi，拋光時間為10 60分鐘，拋光液流量為10 150毫升/分鐘，進行背面及正面拋光。
3.根據權利要求1或2所述的一種銻化鎵晶片雙面拋光方法，其特征在于所述的將晶片置于腐蝕液中，是在室溫條件下腐蝕10 60秒，而后用純水沖洗10分鐘，并用N2吹干。
4.根據權利要求1所述的一種銻化鎵晶片雙面拋光方法，其特征在于所采用的超聲波功率為900W，頻率為^KHz。
全文摘要
一種銻化鎵晶片雙面拋光方法，它包括以下步驟晶片測厚分組；晶片初次清洗；粘片；背面拋光；卸片；粘片及正面拋光；晶片二次清洗；將經過雙面拋光的晶片放在用清洗液和純水配制成體積比1∶(3～10)的溶液中用超聲波清洗，清洗溫度為50～100℃，清洗時間為10～30分鐘，而后用純水沖洗；化學腐蝕用CH3COOH、H2O、HF以體積比(10～30)∶(5～15)∶1的比例配制成腐蝕液；檢驗包裝。采用本方法可批量加工銻化鎵(100)雙面拋光片，方法簡單實用，可操作性強，拋光成品率達到90％。同時緩解了銻化鎵晶片拋光后氧化的問題。通過該方法拋光所得銻化鎵拋光晶片翹曲度不大于20μm，晶面平整度不大于4μm，表面粗糙度達到0.1～0.2μm，晶片總厚度變化不大于5μm，拋光片未檢測到沾污、霧、劃道、顆粒、裂、橘皮、鴉爪等缺陷。
文檔編號B24B29/02GK102554750SQ201010622620
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月29日 優(yōu)先權日2010年12月29日
發(fā)明者李超, 林泉, 鄭安生, 馬錦偉, 龍彪 申請人:北京有色金屬研究總院, 有研光電新材料有限責任公司