一種用于銻化鎵單晶片的拋光方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于銻化鎵單晶片的拋光方法。粗拋光采用氧化鈰拋光墊，拋光液中含有粒徑為W1的氧化鋁磨料，壓力100~200 g/cm2，轉(zhuǎn)速10~40 轉(zhuǎn)/分鐘，流量10?50 mL/min；中拋光采用黑色聚氨酯拋光墊，拋光液中含有粒徑為60?100 nm的二氧化硅納米磨料和氧化劑次氯酸鈉，壓力80?150 g/cm2，轉(zhuǎn)速60?100轉(zhuǎn)/分鐘，流量10?30 mL/min；精拋光采用黑色合成革拋光布，拋光液為無磨料拋光液，壓力30?100 g/cm2，轉(zhuǎn)速20?60轉(zhuǎn)/分鐘，流量5?10 mL/min。拋光工藝簡(jiǎn)單、易于操作，銻化鎵單晶片表面損傷小，易于清洗，表面粗糙度小于0.3 nm。
【專利說明】
一種用于銻化鎵單晶片的拋光方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體材料的加工，特別是涉及一種用于銻化鎵單晶片的拋光方法。
【背景技術(shù)】
[0002]GaSb是一種多用途的II1-V型半導(dǎo)體材料，GaSb與其他半導(dǎo)體材料的異質(zhì)結(jié)在近紅外激光器、發(fā)光二極管、大氣污染探測(cè)器、熱-光電設(shè)備以及波長(zhǎng)范圍2-5及8_14μπι的光電探測(cè)器上表現(xiàn)出了良好的應(yīng)用前景。此外，GaSb的晶格常數(shù)使它非常適于作為AlGaIn、AsSb等三元或四元II1-V型半導(dǎo)體以及其他超晶格結(jié)構(gòu)的外延生長(zhǎng)表面。
[0003]銻化鎵的應(yīng)用依賴于其拋光技術(shù)的發(fā)展，由于銻化鎵的化學(xué)性質(zhì)非?；顫姡砻鏄O易氧化，銻化鎵的化學(xué)作用是相當(dāng)難控制的；同時(shí)銻化鎵材料脆性大，易產(chǎn)生劃痕，難以加工出高質(zhì)量的拋光片。只有采用特有的拋光工藝和拋光液才能獲得低表面缺陷、低亞表面損傷層的銻化鎵襯底表面。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提出了一種用于銻化鎵單晶片的拋光方法，應(yīng)用該方法加工后，銻化鎵單晶片襯底表面損傷小、無劃痕和腐蝕坑的缺陷，表面粗糙度低，可達(dá)到粗糙度值Ra小于0.3 nm。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:一種用于銻化鎵單晶片的拋光方法，其特征在于，銻化鎵單晶片的拋光分三步完成，分別是粗拋光、中拋光和精拋光，其步驟如下:
第一步粗拋光:粗拋光采用氧化鈰拋光墊，拋光液中含有粒徑為Wl的氧化鋁磨料，拋光壓力為100?200 g/cm2，轉(zhuǎn)速10?40轉(zhuǎn)/分鐘，拋光液流量為10-50 mL/min；
第二步中拋光:中拋光采用黑色聚氨酯拋光墊，拋光液中含有粒徑為60-100 nm的二氧化硅納米磨料和氧化劑次氯酸鈉，拋光壓力為80-150 g/cm2，轉(zhuǎn)速為60-100轉(zhuǎn)/分鐘，拋光液流量為10-30 mL/min；
第三步精拋光:精拋光采用黑色合成革拋光布，拋光液為無磨料拋光液，拋光壓力為30-100 g/cm2，轉(zhuǎn)速為20-60轉(zhuǎn)/分鐘，拋光液流量為5-10 mL/min。
[0006]本發(fā)明所述的粗拋光使用的拋光液按重量百分比由以下組分組成:Wl氧化鋁磨料10-30%;助磨劑5~ 10%;分散劑I?1 %;其余為去離子水。
[0007]本發(fā)明所述的中拋光使用的拋光液按重量百分比由以下組分組成:二氧化硅納米磨料10~30%;磷酸0.01-0.2%;次氯酸鈉I?10%;其余為去離子水。
[0008]本發(fā)明所述的精拋光使用的拋光液按重量百分比由以下組分組成:雙氧水0.1?10%; PH值調(diào)節(jié)劑0.01?5%;其余為去離子水。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:提供了一種針對(duì)銻化鎵單晶片的拋光方法和拋光液，采用三步拋光步驟，分別是粗拋、中拋和精拋，每一步均采用專用拋光液。拋光工藝簡(jiǎn)單、易于操作，使用該方法加工的銻化鎵單晶片表面損傷小，易于清洗，表面粗糙度小于0.3 nm。
【具體實(shí)施方式】
[0010]以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0011]銻化鎵單晶片的加工流程包括研磨、拋光、鈍化和清洗，本發(fā)明主要針對(duì)其中的拋光步驟。首先去除銻化鎵切割片表面的刀痕，將其研磨至均勻的厚度;隨后將研磨好的銻化鎵單晶片清洗干凈，用石英蠟將銻化鎵單晶片(Φ 50 mm)均勻的粘貼在陶瓷載盤上并壓實(shí)，用酒精擦除陶瓷載盤及晶片表面多余的蠟，清洗干凈。
[0012]實(shí)施例:
第一步粗拋光:粗拋光采用氧化鈰拋光墊，拋光液中含有粒徑為Wl的氧化鋁磨料，拋光壓力為160 g/cm2，轉(zhuǎn)速30轉(zhuǎn)/分鐘，拋光液流量為30 mL/min。粗拋光使用的拋光液按重量百分比由以下組分混合制成:Wl氧化鋁磨料25%;助磨劑6.5%;分散劑4.5%;去離子水為64%。
[0013]第二步中拋光:中拋光采用黑色聚氨酯拋光墊，拋光液中含有粒徑為75nm的二氧化硅納米磨料和氧化劑次氯酸鈉，拋光壓力為120 g/cm2，轉(zhuǎn)速為85轉(zhuǎn)/分鐘，拋光液流量為20 mL/min。中拋光使用的拋光液按重量百分比由以下組分混合制成:粒徑為75 nm的二氧化硅納米磨料20%；磷酸0.03%；次氯酸鈉3%；去離子水為76.97% ；pH值控制在6。
[0014]第三步精拋光:精拋光采用黑色合成革拋光布，拋光液為無磨料拋光液，拋光壓力為70 g/cm2，轉(zhuǎn)速為45轉(zhuǎn)/分鐘，拋光液流量為7.5 mL/min。精拋光使用的拋光液按重量百分比由以下組分混合制成:雙氧水8% ； pH值調(diào)節(jié)劑3.2% ；去離子水為88.8% ； pH值控制在4。
[0015]化學(xué)機(jī)械拋光之后，將陶瓷盤取下，迅速使用去離子水對(duì)陶瓷盤進(jìn)行噴淋，然后進(jìn)行后續(xù)的鈍化和清洗工序。
[0016]本發(fā)明的作用原理:由于GaSb的活性大，銻的氧化物具有鈍化作用且難溶，因此腐蝕液與GaSb的化學(xué)作用比較困難。另外，由于銻化鎵材料脆性較大，表面極易氧化和損傷，要得到這種材料高質(zhì)量拋光表面是非常困難的。本發(fā)明提出了一種用于銻化鎵單晶片的拋光方法，分為粗拋光、中拋光和精拋光三部分。粗拋光米用硬度較大的氧化招磨料，依靠較強(qiáng)的機(jī)械作用，將GaSb晶片快速去除到目標(biāo)厚度；中拋光的作用是去除粗拋光工序中的損傷層，采用含有氧化劑次氯酸鈉和納米二氧化硅的拋光液，次氯酸鈉與GaSb晶片表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成銻的氧化物和鎵的氧化物，然后依靠納米二氧化硅的機(jī)械作用去除，此過程拋光之后GaSb晶片表面無劃痕;最后一步的精拋光，采用硬度較小的拋光布和無磨料拋光液，對(duì)中拋光后的晶片進(jìn)行拋光，此過程中晶片表面的去除量很小，僅僅起到精修作用，在精拋光之后晶片表面既無劃痕又無腐蝕坑等缺陷。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于銻化鎵單晶片的拋光方法，其特征在于，銻化鎵單晶片的拋光分三步完成，分別是粗拋光、中拋光和精拋光，其步驟如下: 第一步粗拋光:粗拋光采用氧化鈰拋光墊，拋光液中含有粒徑為Wl的氧化鋁磨料，拋光壓力為100?200 g/cm2，轉(zhuǎn)速10?40轉(zhuǎn)/分鐘，拋光液流量為10-50 mL/min； 第二步中拋光:中拋光采用黑色聚氨酯拋光墊，拋光液中含有粒徑為60-100 nm的二氧化硅納米磨料和氧化劑次氯酸鈉，拋光壓力為80-150 g/cm2，轉(zhuǎn)速為60-100轉(zhuǎn)/分鐘，拋光液流量為10-30 mL/min； 第三步精拋光:精拋光采用黑色合成革拋光布，拋光液為無磨料拋光液，拋光壓力為30-100 g/cm2，轉(zhuǎn)速為20-60轉(zhuǎn)/分鐘，拋光液流量為5-10 mL/min。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于銻化鎵單晶片的拋光方法，其特征在于，粗拋光使用的拋光液按重量百分比由以下組分組成:Wl氧化鋁磨料10-30%;助磨劑5?10%;分散劑卜10%;其余為去離子水。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于銻化鎵單晶片的拋光方法，其特征在于，中拋光使用的拋光液按重量百分比由以下組分組成:二氧化硅納米磨料10?30%;磷酸0.01-0.2%;次氯酸鈉卜10%;其余為去離子水。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于銻化鎵單晶片的拋光方法，其特征在于，精拋光使用的拋光液按重量百分比由以下組分組成:雙氧水0.1-10 %; PH值調(diào)節(jié)劑0.01?5%;其余為去離子水。
【文檔編號(hào)】B24B37/04GK106064326SQ201610615129
【公開日】2016年11月2日
【申請(qǐng)日】2016年8月1日
【發(fā)明人】高飛, 李暉, 徐世海, 張穎武, 練小正, 張弛, 王磊, 徐永寬, 程紅娟
【申請(qǐng)人】中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十六研究所