[发明专利]一种砷化镓半导体基片湿法刻蚀工艺

说明书

本发明公开了一种砷化镓半导体基片湿法刻蚀工艺，包括以下步骤：（1）将已经完成前段器件工艺加工后的砷化镓半导体基片粘附在蓝宝石载体上；（2）将步骤（1）中的砷化镓半导体基片进行机械减薄；（3）将步骤（2）中的砷化镓半导体基片浸于刻蚀液中进行化学腐蚀；（4）将化学腐蚀后的砷化镓半导体基片取出后经清洗、干燥，直接进行后端光刻及后续加工即可。本发明工艺步骤简单，可操作性强，处理成本低，能有效去除受损晶体加工表面并释放内部应力，打破了需要购买专业工艺设备及安装配套化学废物处理系统的限制，大大缩短了后端加工工艺流程，更加有利于扩大产能，降低制造成本，提高产品的价格竞争力。

技术领域

本发明涉及半导体加工技术领域，尤其是涉及一种砷化镓半导体基片湿法刻蚀工艺。

背景技术

半导体包括III-V族砷化镓基片在完成前段器件工艺加工后，必须进行背面机械减薄及后续背面工艺加工以制成最终可用的半导体电子器件，而半导体基片背面机械减薄工艺带来的最大问题就是破坏了半导体表面层的晶体结构进而使基片产生了内应力。所以必须设计后续工艺来去除半导体基片机械减薄工艺所造成的受损晶体加工表面并释放所产生的应力，目前半导体工业中大规模使用的后续传统工艺方法是化学机械抛光。

传统的化学机械抛光工艺虽然能够去除半导体基片机械减薄工艺所造成的受损晶体加工表面并释放所产生的应力，但是却有如下的缺点：（1）加工后不可避免的会有些难清理的化学物质残留在基片的表面，非常容易造成后续背面穿孔刻蚀工艺缺陷，进而导致所加工半导体器件在最终的客户端应用中性能可靠性大幅度降低；（2）因此必须有针对性的设计添加额外有效的表面清洗后续工艺来彻底清理半导体基片背部表面的化学残留物；（3）需要购买专业的大型化学机械抛光仪器及长期购买专门的抛光垫及特殊的化学品，此外针对III-V族半导体还需考虑配备复杂的化学废物处理系统以达到环保要求；（4）维护使用的成本非常高。

基于对III-V族砷化镓半导体后端减薄工艺及必要的受损晶体表面去除及应力释放的需要，及产业化成本的考虑，寻找一种制作成本低并且有效的能替代 III-V族砷化镓半导体基片化学机械抛光工艺的新工艺是急需的。

发明内容

本发明的发明目的是为了提供一种工艺步骤简单，可操作性强，处理成本低，能有效去除受损晶体加工表面并释放内部应力的砷化镓半导体基片湿法刻蚀工艺。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的一种砷化镓半导体基片湿法刻蚀工艺，包括以下步骤：

（1）将已经完成前段器件工艺加工后的砷化镓半导体基片粘附在蓝宝石载体上。前段器件工艺加工为滚圆、切割、倒角、研磨等常规工序，故不在此赘述。

（2）将步骤（1）中的砷化镓半导体基片进行机械减薄。

（3）将步骤（2）中的砷化镓半导体基片浸于刻蚀液中进行化学腐蚀，所述刻蚀液由NH₄OH、H₂O₂与去离子水按体积比（1~1.2）：（1~1.2）：（10~12）混合而成。刻蚀液是本发明的关键点，砷化镓半导体的表面腐蚀质量受刻蚀液的配方限制约束，本发明的刻蚀液能有效控制砷化镓半导体的表面粗糙度，Ra不超过800nm，表面质量好。

（4）将化学腐蚀后的砷化镓半导体基片取出后经清洗、干燥，直接进行后端光刻及后续加工即可。通过本发明湿法刻蚀后的砷化镓半导体基片表面质量佳，且表面无化学杂质，直接进行后端光刻及后续加工即可，大大缩短了后端加工工艺流程，更加有利于扩大产能，降低制造成本，提高产品的价格竞争力。

作为优选，步骤（1）中的粘附具体步骤为：在已经完成前段器件工艺加工后的砷化镓半导体基片前端表面均匀涂上隔离层和粘附层，于80~90℃条件下对隔离层和薄膜层进行固化后通过热压仪将砷化镓半导体基片与蓝宝石载体粘附在一起。