[发明专利]一种磷化铟衬底的抛光工艺

说明书

一种磷化铟衬底的抛光工艺，属于磷化铟抛光技术领域，基于磷化铟的抛光装置来实现，所述抛光装置包括电解槽、借助阳极升降机构定位在电解槽底部中心位置的阳极盘支撑杆、铰接在阳极盘支撑杆上端的阳极盘、借助阴极升降机构定位在阳极盘上方的阴极盘支撑杆、设置在阴极盘支撑杆下端的阴极盘、借助连接机构设置在阳极盘上的石墨电极板、借助中间驱动机构设置在石墨电极板上端面的游星轮组、与中间驱动机构连接的阳极转动驱动机构、与阴极盘支撑杆连接的阴极转动驱动机构以及借助导线分别与阳极盘支撑杆和阴极盘支撑杆的触点连接的抛光直流电源。通过对装置本身的结构和工艺进行改进，结合电化学抛光、机械抛光技术的优点，使得磷化铟的抛光过程对环境要求大为降低，且抛光效果理想。

技术领域

本发明属于磷化铟抛光技术领域，具体涉及一种磷化铟衬底的抛光工艺。

背景技术

InP材料是一种重要的III-V族化合物半导体材料，具有电子迁移率高和饱和漂移速率大的特点，是实现毫米波电路和太赫兹电子器件的主要基础材料，InP基器件具有高频、低噪声、高效率、抗辐照等特点，是100GHz以上频段的首要选择，在W波段以及更高频率毫米波电路具有优异性能，在光纤通信、移动通信、医疗成像、太赫兹通信等领域应用广泛。

InP的抛光技术是衡量其制备水平重要指标，抛光界面平整、粗糙度低对于后续的外延生长至关重要。通常InP单晶衬底的抛光主要采用是电化学抛光技术或者机械抛光技术，但是两者抛光效果不太稳定、抛光均匀性不甚理想，尤其是采用电化学抛光技术中的抛光液化学成分较为复杂，对环境要求较高。因此如何实现低成本、抛光效果理想的InP的抛光技术成为亟待解决的难题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种磷化铟衬底的抛光工艺，通过对装置本身的结构和工艺进行改进，结合电化学抛光、机械抛光技术的优点，使得磷化铟的抛光过程对环境要求大为降低，且抛光效果理想。

本发明采用的技术方案是：一种磷化铟衬底的抛光工艺，基于磷化铟的抛光装置来实现，所述抛光装置包括电解槽、借助阳极升降机构定位在电解槽底部中心位置的阳极盘支撑杆、铰接在阳极盘支撑杆上端的阳极盘、借助阴极升降机构定位在阳极盘上方的阴极盘支撑杆、设置在阴极盘支撑杆下端的阴极盘、借助阴极抛光布卡具定位在阴极盘下端面的抛光布、借助连接机构设置在阳极盘上的石墨电极板、借助中间驱动机构设置在石墨电极板上端面的游星轮组、借助阳极抛光布卡具定位在石墨电极板和游星轮之间的抛光布、与中间驱动机构连接的阳极转动驱动机构、与阴极盘支撑杆连接的阴极转动驱动机构以及借助导线分别与阳极盘支撑杆和阴极盘支撑杆的触点连接的抛光直流电源，所述阴极盘支撑杆设有抛光液注入总成；

所述抛光工艺包括以下步骤：

步骤① 将磷化铟衬底装入游星轮的衬底槽中；

步骤② 借助阴极升降机构，使得定位在阴极盘下端面的抛光布与磷化铟衬底接触，并使阴极盘和石墨电极板之间的抛光压力保持在40～400 g/cm²范围内；

步骤③ 通过抛光液注入总成，向电解槽中注入电解液直至没过阴极盘；

步骤④ 借助阳极转动驱动机构和阴极转动驱动机构的驱动，使得阴极盘和石墨电极板按着相反方向转动，同时通过抛光液注入总成开始注入抛光液；在阴极盘和石墨电极板转动2-3min后，启动搅拌器、接通抛光直流电源并打开电解液排出管的截止阀；

步骤⑤ 在开始电化学机械抛光9-12min后，关闭抛光直流电源、阳极转动驱动机构和阴极转动驱动机构的驱动；借助阴极升降机构，分离阴极盘和石墨电极板；再借助阳极升降机构，使得磷化铟衬底位于电解液液面以上，取出磷化铟衬底；

步骤⑥ 测试朝向阳极的磷化铟衬底一面的粗糙度；当达不到要求的粗糙度，将磷化铟衬底按原样放入衬底槽中，重复步骤②、④和⑤；当达到要求的粗糙度时，反转磷化铟衬底后放入衬底槽中，重复步骤②、④和⑤；