鍺單晶拋光片的清洗方法技術

本發明專利技術涉及一種半導體晶片的清洗方法，特別涉及鍺單晶拋光片的一種清洗方法。本發明專利技術公開了一種鍺單晶拋光片的清洗方法，其特征在于包括以下步驟：(1)SPM清洗：用濃度95％～98％濃硫酸和濃度30％～32％過氧化氫按照體積比為7:1配制清洗液；(2)?SOM清洗：將步驟(1)清洗后的鍺拋光片放入由濃度95％～98％濃硫酸、濃度10mg/L臭氧水及去離子水按照體積比為1:1:4混合的清洗液中；(3)APM清洗：將步驟(2)清洗后的鍺拋光片放入濃度28％～30％氨水、30％～32％過氧化氫及去離子水按照體積比為1:2:15混合的清洗液中清洗。在不破壞鍺拋光片表面的情況下，能夠有效去除其表面顆粒、金屬、有機物，獲得高潔凈且生長有薄而均勻的氧化層的表面，達到免清洗(Epi?ready)的要求。

【技術實現步驟摘要】

：本專利技術涉及一種半導體晶片的清洗方法，特別涉及鍺單晶拋光片的一種清洗方法。
技術介紹
：與傳統的硅太陽能電池相比，在鍺單晶襯底上外延GaAs/GaInP等制成的單結和多結化合物太陽能電池具有轉換效率高、耐高溫、抗輻射、可靠性強等優勢，被越來越廣泛地應用于空間太陽能領域。化合物太陽電池在MOCVD(金屬有機化合物化學氣相沉淀) 工藝中需要生長多層晶體材料，并且是異質結生長，容易產生晶格畸變。因此，化合物太陽電池對鍺單晶拋光片的表面質量提出了較為苛刻的要求，除了要求鍺單晶拋光片表面無顆粒沾污、無有機沾污、無表面缺陷之外，還要求其表面上再生長出薄而均勻的氧化層。于2010年04月21日公布的專利技術專利(CN101696516A)公開了一種免清洗太陽能鍺單晶襯底片的表面處理方法，該方法中選用了酒精和HPM(鹽酸/過氧化氫混合物)作為清洗液，其存在兩個方面的缺陷：(1) 去除表面微粒效果不佳；(2)無法保護表面氧化物再生長。這兩個缺陷將會影響到電池的綜合質量。
技術實現思路
：本專利技術針對現有技術的不足，提供一種新的鍺單晶拋光片的清洗方法。本專利技術公開了一種鍺單晶拋光片的清洗方法，其特征在于包括以下步驟：(1)SPM清洗：用濃度95％～98％濃硫酸和濃度30％～32％過氧化氫按照體積比為7:1配制清洗液，將鍺單晶拋光片在清洗液中左右晃動30s，晃動過程中溫度保持在80℃～83℃，然后取出拋光片，用去離子水手工沖洗90s；(2) SOM清洗：將步驟(1)清洗后的鍺拋光片放入由濃度95％～98％濃硫酸、濃度10mg/L臭氧水及去離子水按照體積比為1:1:4混合的清洗液中，常溫下左右晃動20s，然后取出拋光片，用去離子水手工沖洗90s；(3)APM清洗：將步驟(2)清洗后的鍺拋光片放入濃度28％～30％氨水、30％～32％過氧化氫及去離子水按照體積比為1:2:15混合的清洗液中左右晃動150s，晃動過程溫度保持在0℃～3℃，然后取出拋光片，用去離子水半自動沖洗180s，沖洗完后進行甩干，在強光燈下檢查拋光片的表面。其中，清洗的環境是在百級潔凈室中，溫度為18℃～22℃，濕度為20％～60％。其中，所述的SPM清洗液每8小時更換一次。其中，所述SOM清洗液每20分鐘更換一次。其中，所述APM清洗液每清洗10片更換一次。在本專利技術中，SPM清洗液能去除鍺單晶表面的重金屬；SOM清洗液能去除鍺單晶表面的有機物；APM清洗液能去除鍺單晶表面輕微的的有機物、微粒和金屬，并且能保護氧化物的再生長。通過使用這三種清洗液，可實現在不破壞鍺拋光片表面的情況下，能夠有效去除其表面顆粒、金屬、有機物，獲得高潔凈且生長有薄而均勻的氧化層的表面，達到免清洗(Epi-ready)的要求。附圖說明：圖1為6英寸鍺拋光片表面氧化層厚度檢測位置示意圖；圖2為清洗后的實施例與對比例中的6英寸鍺拋光片表面氧化層厚度對比圖；具體實施方式：下面結合附圖、實施例和比較例對本專利技術的具體實施方式做進一步說明。實施例以6英寸鍺拋光片為例，以下是清洗6英寸鍺拋光片的具體實施步驟：(1)SPM清洗：往規格為5000mL的燒杯中加入550mL的過氧化氫，再加入3850mL濃硫酸，攪拌均勻后，加熱至80℃～83℃，把6英寸鍺拋光片輕輕放入該清洗液中左右晃動30s，然后取出拋光片，用去離子水手工沖洗90s。配制SPM清洗液所用濃硫酸濃度為95％～98％，過氧化氫濃度為30％～32％。(2) SOM清洗：往規格為5000mL的燒杯中加入3200mL的去離子水，然后依次加入800mL的臭氧水和800mL的濃硫酸，攪拌均勻后，常溫下把6英寸鍺拋光片輕輕放入該清洗液中左右晃動20s，然后取出拋光片，用去離子水手工沖洗90s。配制SOM清洗液所用濃硫酸濃度為95％～98％，臭氧水的濃度為10mg/L。(3)APM清洗：往規格為5000mL的燒杯中加入3750mL的去離子水，然后依次加入250mL的氨水和500mL的過氧化氫，攪拌均勻后，冷卻至0℃～3℃，把步驟(2)清洗后的6英寸鍺拋光片輕輕放入該清洗液中左右晃動150s，然后取出拋光片，用去離子水半自動沖洗180s，沖洗完后進行甩干，在強光燈下檢查拋光片的表面。配制SPM清洗液所用氨水濃度為28％～30％，過氧化氫濃度為30％～32％。清洗過程中，SPM清洗液每8小時更換一次；SOM清洗液每20分鐘更換一次；APM清洗液每清洗10片更換一次。為檢驗本專利技術的技術方案在去除鍺單晶拋光片表面顆粒、金屬、有機物，獲得高潔凈且生長有薄而均勻的氧化層的表面的技術效果是否理想，專利技術人進行了對比試驗，情況如下：比較例一與實施例相比，第(2)、(3)步驟相同，第(1)步驟不同，其具體操作為：往規格為5000mL的燒杯中加入900mL的過氧化氫，再加入3600mL濃硫酸，攪拌均勻后，加熱至60℃，把6英寸鍺拋光片輕輕放入該清洗液中左右晃動60s，然后取出拋光片，用去離子水手工沖洗90s。配制SPM清洗液所用濃硫酸濃度為95％～98％，過氧化氫濃度為30％～32％。比較例二與實施例相比，第(1)、(3)步驟相同，第(2)步驟不同，具體操作為：往規格為5000mL的燒杯中加入4000mL的去離子水，然后依次加入400mL的臭氧水和400mL的濃硫酸，攪拌均勻后，常溫下把6英寸鍺拋光片輕輕放入該清洗液中左右晃動30s，然后取出拋光片，用去離子水手工沖洗45s。配制SOM清洗液所用濃硫酸濃度為95％～98％，臭氧水濃度為5mg/L。比較例三與實施例相比，第(1)、(2)步驟相同，第(3)步驟不同，具體操作為：往規格為5000mL的燒杯中加入3750mL的去離子水，然后依次加入250mL的氨水和750mL的過氧化氫，攪拌均勻后，冷卻至0℃～3℃，把步驟(2)清洗后的6英寸鍺拋光片輕輕放入該清洗液中左右晃動90s，然后取出拋光片，用去離子水半自動沖洗120s，沖洗完后進行甩干，在強光燈下檢查拋光片的表面。配制APM清洗液所用氨水濃度為28％～30％，過氧化氫濃度為30％～32％。分別用橢圓偏振儀和表面顆粒度測試儀對清洗后的鍺單晶拋光片進行表面氧化層厚度測量和表面顆粒度檢測，如圖2和表1所示，三個比較例的結果都沒有實施例的理想，可以說，通過對清洗液的濃度、溫度和配比以及鍺單晶拋光片的處理時間和清洗時間的控制，本專利技術的技術方案能夠有效去除其表面顆粒、金屬、有機物，獲得高潔凈且生長有薄而均勻的氧化層的表面，達到免清洗(Epi-ready)的要求。表1 清洗后的鍺拋光片表面顆粒度測試數據本文檔來自技高網...

【技術保護點】
鍺單晶拋光片的清洗方法，其特征在于包括以下步驟：(1)SPM清洗：用濃度95％～98％濃硫酸和濃度30％～32％過氧化氫按照體積比為7:1配制清洗液，將鍺單晶拋光片在清洗液中左右晃動30s，晃動過程中溫度保持在80℃～83℃，然后取出拋光片，用去離子水手工沖洗90s；(2)?SOM清洗：將步驟(1)清洗后的鍺拋光片放入由濃度95％～98％濃硫酸、濃度10mg/L臭氧水及去離子水按照體積比為1:1:4混合的清洗液中，常溫下左右晃動20s，然后取出拋光片，用去離子水手工沖洗90s；(3)APM清洗：將步驟(2)清洗后的鍺拋光片放入濃度28％～30％氨水、30％～32％過氧化氫及去離子水按照體積比為1:2:15混合的清洗液中左右晃動150s，晃動過程溫度保持在0℃～3℃，然后取出拋光片，用去離子水半自動沖洗180s，沖洗完后進行甩干，在強光燈下檢查拋光片的表面。

【技術特征摘要】
1.鍺單晶拋光片的清洗方法，其特征在于包括以下步驟：(1)SPM清洗：用濃度95％～98％濃硫酸和濃度30％～32％過氧化氫按照體積比為7:1配制清洗液，將鍺單晶拋光片在清洗液中左右晃動30s，晃動過程中溫度保持在80℃～83℃，然后取出拋光片，用去離子水手工沖洗90s；(2) SOM清洗：將步驟(1)清洗后的鍺拋光片放入由濃度95％～98％濃硫酸、濃度10mg/L臭氧水及去離子水按照體積比為1:1:4混合的清洗液中，常溫下左右晃動20s，然后取出拋光片，用去離子水手工沖洗90s；(3)APM清洗：將步驟(2)清洗后的鍺拋光片放入濃度28％～3...

【專利技術屬性】
技術研發人員：肖祥江，李蘇濱，惠峰，李雪峰，柳廷龍，李武芳，周一，楊海超，侯振海，囤國超，田東，
申請(專利權)人：云南中科鑫圓晶體材料有限公司，昆明云鍺高新技術有限公司，云南鑫耀半導體材料有限公司，
類型：發明
國別省市：云南;53