[发明专利]处理Ⅲ族氮化物晶体表面的方法和Ⅲ族氮化物晶体衬底

说明书

技术领域

本发明涉及一种处理用于发光元件、电子元件、半导体传感器和类似半导体器件的衬底等的III族氮化物晶体表面的方法，以及涉及通过该方法得到的III族氮化物晶体衬底。

背景技术

III族氮化物晶体是形成发光元件、电子元件、半导体传感器和类似半导体器件的衬底的非常有用的材料。在此提到的III族氮化物晶体表示由III族元素和氮形成的晶体，例如Al_xCa_yIn_1-x-yN晶体等，其中0≤x，0≤y，和x+y≤1。

通过加工III族氮化物晶体的周边使其具有几何形状，然后将它切成规定的厚度，并抛光它的表面使其变平，从而得到了用作半导体器件衬底的III族氮化物晶体衬底。

由于III族氮化物晶体具有化学稳定的表面，因此用包含磨粒(abrasive grain)的浆料机械地或者化学机械地抛光该表面。例如，美国专利No.6,488,767公开了使用包含SiO₂或者Al₂O₃磨粒的浆料对Al_xCa_yIn_1-x-yN₂晶片进行化学机械地抛光，其中0≤x，0≤y，和x+y≤1。

因此，在用包含磨粒的浆料抛光III族氮化物晶体之后，该晶体具有包含磨粒的浆料、由抛光产生的残渣和残留在上面的其它杂质的表面。在这些杂质中，一般通过抛光或用纯水清洗从而去除浆料的液体。然而，简单的抛光或用纯水清洗不能充分地去除残留在III族氮化物晶体表面上的磨粒、由抛光产生的残渣等。

因此，美国专利No.6,399,500提出用不包含磨粒的碱性抛光液抛光，并且其后用纯水抛光。

发明内容

然而，美国专利No.6,399,500使用NaOH、KOH等碱性成分。这样，Na、K或者类似碱性金属元素的离子容易残留在III族氮化物晶体的表面上。

此外，如果用于抛光的浆料包含不同于SiO₂和Al₂O₃的磨粒，例如CeO₂、Fe₂O₃、Fe₃O₄、SnO₂、Cr₂O₃等，那么碱性抛光液和纯水不能充分地去除它们。

本发明构思了一种处理III族氮化物晶体的表面的方法，该方法能去除在用包含磨粒的浆料抛光之后残留在III族氮化物晶体表面上的磨粒或类似的杂质。

本发明是一种处理III族氮化物晶体的表面的方法，该方法包括步骤：用包含磨粒的抛光浆料抛光III族氮化物晶体的表面；随后，用抛光液抛光该III族氮化物晶体表面至少一次。用抛光液抛光的每个步骤使用碱性抛光液和酸性抛光液中的一种作为抛光液。碱性抛光液包含从由具有C、O、H和N中至少任一种作为组成元素的碱、该碱的盐和具有C、O、H和N中至少任一种作为组成元素的氧化剂组成的组中选出的至少一种类型，并且该碱性抛光液具有至少为8.5且至多为14的pH，并且，如果用值x来表示pH，碱性抛光液具有用值y表示的氧化还原电势，该电势用mV表示，那么值x和y满足下面的表达式：

y＞-50x+800…(i)，和

酸性抛光液包含从由具有C、O、H和N中至少任一种作为组成元素的酸、该酸的盐和具有C、O、H和N中至少任一种作为组成元素的氧化剂构成的组中选择的至少一种类型，并且该抛光液具有至少为1.5且至多为6的pH，并且如果用值x来表示pH，酸性抛光液具有用值y表示的氧化还原电势，该电势用mV表示，那么，上述值x和y满足下面的表达式：

y＞-50x+800…(i)

此外，在处理III族氮化物晶体的表面的该方法中，该碱性抛光液可进一步包含螯合物。此外，用抛光液抛光的步骤可包括用碱性液体抛光和随后用酸性液体抛光的步骤。此外，用抛光液抛光的步骤可包括用酸性液体抛光和随后用碱性液体抛光的步骤。

此外，本发明是通过处理III族氮化物晶体表面的上述方法得到的III族氮化物晶体衬底。

因此，本发明可以提供一种处理III族氮化物晶体表面的方法，该方法可以去除在用包含磨粒的浆料抛光之后残留在III族氮化物晶体表面上的杂质，诸如磨粒。

当结合附图时，从本发明的以下详细描述中，本发明的前述和其它目的、特征、方面和优点将变得更加明显。

附图说明