[发明专利]一种分子束外延用衬底材料的清洗方法

说明书

本发明提供了一种分子束外延用衬底材料的清洗方法，包括以下步骤：将衬底材料在有机溶剂中进行表面去油脂处理；将表面去油脂处理后的衬底材料浸入到第一溴甲醇溶液中进行第一次腐蚀；将第一次腐蚀后的衬底材料放入盐酸溶液中进行清洗；将经盐酸溶液清洗后的衬底材料浸入到第二溴甲醇溶液中进行第二次腐蚀。本发明提供的分子束外延用衬底表面清洗方法能够较好的解决衬底材料表面过于粗糙及氧化层残留的问题，同时易于操作，可以将衬底材料以简单的方式尽快转移安装到分子束外延设备中；同时在衬底材料转移过程中可以避免衬底表面的污染。

技术领域

本发明涉及红外焦平面技术领域，特别涉及一种分子束外延用衬底材料的清洗方法。

背景技术

目前，红外焦平面探测器正向着大面阵、双多色的第三代焦平面探测器领域发展；不仅在军事上得到更广泛的使用，随着成本的不断下降，在民用领域也得到较广的应用。在众多焦平面探测器中，基于碲镉汞材料的焦平面探测器由于其较高的量子效率、探测光谱范围在全谱段可调等诸多优点占据着绝对的市场份额。

在实现碲镉汞材料的外延过程中，晶格匹配的碲锌镉衬底一直以来都是外延碲镉汞材料的最佳选择。但传统的液相外延技术无法实现多层异质外延，因此无法实现双多色材料外延；另外，液相外延技术生长的材料存在表面起伏较大等无法克服的缺点导致芯片制备过程中倒装互联工艺难以实现，限制了其作为大面阵探测器材料方面的应用。此外，由于成本方面的压力及碲锌镉衬底尺寸无法满足超大面阵碲镉汞探测器等方面的限制，替代复合衬底材料(Si、Ge及GaAs等衬底材料)正扮演着越来越重要的角色，而液相外延技术无法实现异质外延。基于以上几点原因分析，分子束外延技术成为面向三代焦平面技术领域的必须材料生长技术。在使用分子束外延方法进行碲锌镉基碲镉汞及替代衬底材料外延碲镉汞的工艺过程中，衬底的表面清洗及氧化层的去除是其中一项关键技术。在本申请中为方便表述，“碲锌镉衬底”及“复合衬底材料”在下文统称为“衬底材料”。

衬底材料清洗过程中主要有以下几个难点：1、表面杂质的去除；2、表面损伤层的去除；3、表面氧化物、碲化物的去除；4、表面粗糙度的控制。使用传统的清洗方法，可以很好的解决表面杂质清洗的问题，损伤层的去除也可以较好的解决；但对于另外的两点，传统的清洗方法无法重复的获得满意的结果，无法获得高质量的、满足分子束外延技术使用的衬底表面。

发明内容

为了更好的去除衬底材料表面的氧化物、碲化物，及更好的控制表面粗糙度，本发明提供了一种分子束外延用衬底材料的清洗方法。

本发明提供的分子束外延用衬底材料的清洗方法，包括以下步骤：

将所述衬底材料在有机溶剂中进行表面去油脂处理；

将表面去油脂处理后的衬底材料浸入到第一溴甲醇溶液中进行第一次腐蚀；

将第一次腐蚀后的衬底材料放入盐酸溶液中进行清洗；

将经盐酸溶液清洗后的衬底材料浸入到第二溴甲醇溶液中进行第二次腐蚀。

具体的，在本发明分子束外延用衬底材料的清洗方法中，将所述衬底材料在有机溶剂中进行表面去油脂处理之后，还包括：

去除所述衬底材料表面的有机溶剂。

具体的，在本发明分子束外延用衬底材料的清洗方法中，所述第一溴甲醇溶液的体积浓度为0.4％～0.6％，所述第一次腐蚀的时间为50～70S。

具体的，在本发明分子束外延用衬底材料的清洗方法中，所述第二溴甲醇溶液的体积浓度为0.05％～0.15％，所述第二次腐蚀的时间为5～15S。

具体的，在本发明分子束外延用衬底材料的清洗方法中，在第一次腐蚀和/或第二次腐蚀之后，还包括：

用甲醇清洗所述衬底材料。