[发明专利]一种半绝缘砷化镓晶片双面抛光方法

说明书

技术领域

本发明提供一种半绝缘砷化镓(100)晶片的双面抛光方法，特别是针对2—6inch半绝缘砷化镓晶片的双面抛光方法。

技术背景

砷化镓单晶是目前III—V族化合物半导体中的领军材料，应用十分广泛。半绝缘砷化镓目前已成为一种重要的微电子和光电子基础材料，广泛应用于新一代移动通信、宽带网络通信系统等民用和国家安全等领域。随着器件和电路的大批量生产，为了提高生产效率、降低成本，必须使用高质量的衬底晶片。半绝缘砷化镓晶片将很快成为制造微波和光通信电路的主流衬底晶片。而且大直径的砷化镓衬底晶片需求量会直线上升，经过公司领导和中层基层科研人员的努力，成功开发了半绝缘砷化镓单晶双面抛光片，具有位错密度低，电阻率径向不均匀性小，可“开盒即用”等优点，产品主要技术指标达到了国际先进水平。该产品主要用于制作砷化镓微波、毫米波器件，高速数字电路和微波单片集成电路等。

发明内容

本发明的目的是提供一种半绝缘砷化镓(100)晶片双面抛光方法，该方法抛光速度快，晶片清洗快捷、干净，简单实用，可操作性强，能大批量加工高质量的双面抛光晶片，抛光成品率达到85％以上，而且所使用的化学试剂为低成本材料，生产制造中的不会危及人身和设备，清洗剂和抛光废液易于处理，不会对周边环境和人体造成伤害。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

这种半绝缘砷化镓晶片双面抛光方法包括以下步骤：

(1)、晶片厚度监测、分组；

(2)、晶片初次清洗：晶片初次清洗时，将腐蚀液加热至30℃～60℃，而后将装有晶片的花篮放入腐蚀清洗10～60sec，腐蚀液由水、H₂O₂、NH₄OH组成；

(3)、粘片：在抛光盘表面温度30℃～60℃时进行粘片；

(4)、正面抛光：抛光设置抛光机压力值10-20psi，抛光液流量100-160ml/min，抛光液为：纯水：“2360型”抛光剂：次氯酸钠(容积)＝(60-100)：(1-5)：(1-5)的配制成抛光液。

(5)、卸片、粘片及背面抛光：抛光设置抛光机压力值10-20psi，抛光液流量100-160ml/min，抛光时间均为30-90分钟。

(6)、晶片二次清洗：在浓度为10-30％、温度为50℃～100℃的清洗液中超声清洗20-40分钟，充分冲水，再在80-100℃热酸中腐蚀1-2分钟，冷碱中浸泡1-2分钟。

(7)检验包装。

由于砷化镓材料的脆性，本发明采用化学机械抛光方法，化学机械抛光是一个机械研磨与化学腐蚀相互平衡去除损伤层的过程，抛光的过程是：吸附在抛光布上的抛光液作用于晶片表面，化学活性组分与晶片表面发生化学反应，同时利用抛光布、抛光盘转动将起化学反应的晶片表面进行研磨，使未经过化学反应的晶片表面重新暴露于抛光液中。

这是一个机械研磨与化学反应相互平衡的过程，如果前者(机械研磨)作用大于后者(化学反应)，则会出现布纹、划道及高损伤层等缺陷：反之，则会出现腐蚀坑、橘皮、波纹等缺陷。

本发明的优点是：所使用的抛光液为“2360型”抛光剂添加次氯酸钠溶液，在大型抛光机上对晶片双面进行化学机械抛光，以获得高质量的砷化镓晶片表面，通过该方法抛光所得砷化镓抛光晶片总厚度变化不大于5um，翘曲度不大于20um，晶面平整度不大于4um，表面粗糙度Ra达到0.1-0.2um，在8000lux强光下均未检测到沾污、雾、划道、颗粒、裂、橘皮、鸦爪等缺陷。

值得注意的是：1.抛光过程中所使用的纯水均为高纯度去离子水；2.注意抛光加工环境及抛光布的洁净度，不能有大的灰尘颗粒落入抛光界面，每次抛光前必须彻底湿润、修正抛光布，清洗抛光衬底

附图说明

图1为本发明工艺框图

如图1所示，1为晶片厚度监测、分组，2为晶片初次清洗，3为粘片，4为正面抛光，5为卸片、粘片及背面抛光，6为晶片二次清洗，7为检验包装。

具体实施方式

(一)、晶片厚度监测、分组，将带抛光晶片用无接触测厚仪测量厚度，将厚度不合格者剔除，厚度合格的以5um为分档线分组，然后装入特定花篮中。