一種控制GaSb單晶襯底表面顆粒度的方法技術

本發明專利技術一種控制GaSb單晶襯底表面顆粒度的方法,包括：步驟1）GaSb單晶片進行拋光，拋光后將GaSb單晶片浸泡在無水乙醇中；步驟2）將GaSb單晶片依次在無水乙醇、石油醚、異丙醇有機溶劑中進行超聲清洗，在每種試劑中清洗時間為10～15分鐘，完畢后將GaSb單晶片浸泡在無水乙醇中；步驟3）將GaSb單晶片浸入鹽酸和異丙醇按體積比1:4進行混合的溶液中，進行超聲清洗5～10分鐘，完畢后將GaSb單晶片浸泡在無水乙醇中；步驟4）將GaSb單晶片取出，在氮氣或惰性氣體的環境下吹干，并裝盒密封。本發明專利技術通過改進工藝，通過在超凈環境下對晶片進行加工，并采用化學清洗與氮氣封裝工藝可有效去除GaSb單晶表面殘留雜質和顆粒，控制顆粒度在100/cm2以下，大大提高GaSb單晶襯底表面質量。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及半導體材料制備
，尤其涉及一種通過化學鈍化提高GaSb單晶襯底表面質量的方法，GaSb單晶襯底材料可用于制備新型紅外探測器件。
技術介紹
銻化鎵（GaSb）是一種非常重要的III-V 族直接帶隙半導體材料，其作為襯底生長的二元、三元、四元系半導體材料禁帶寬度完全覆蓋了2-5μm 中紅外波段。AlSb、GaSb、InAs的晶格常數在6.1?附近，相互之間的晶格失配很小，有利于生長高質量低缺陷密度的外延材料，這使得GaSb成為研制II類超晶格中紅外波段激光器、探測器的理想襯底材料。目前銻化鎵基中紅外激光器、探測器已廣泛用于夜視、通訊、氣象、大氣監測、工業探傷、地球資源探測、測溫等領域。GaSb單晶襯底材料的表面質量包括晶片表面損傷、粗糙度、殘留雜質顆粒等，表面損傷劃痕在外延材料生長過程中會向外延層延伸影響材料一致性，表面粗糙度的大小也會影響外延材料的均勻性，晶片表面殘留雜質及顆粒的存在可能在外延過程中向外延材料擴散影響材料的電學性能。因此高質量的單晶襯底表面是制備高性能外延器件的必要條件。GaSb單晶表面損傷及粗糙度可以通過控制晶片表面拋光過程的壓力、速度，拋光液成分等得到表面無損傷，粗糙度小于0.5nm的表面。表面殘留顆粒影響因素較多，與材料本身性質、環境因素、加工工藝等都有關系。GaSb單晶硬度較小，表面化學活性大，極易吸附殘留雜質及顆粒，如果不加以控制，表面顆粒度可達到103/cm2以上。
技術實現思路
針對現有技術中存在的缺陷，本專利技術提供了一種控制GaSb單晶襯底表面顆粒度的方法，該方法重復性好，可操作性強，晶片表面顆粒度低，適用于批量生產。為了實現上述目的，本專利技術的技術方案如下：一種控制GaSb單晶襯底表面顆粒度的方法,該方法包括如下步驟：步驟1）GaSb單晶片進行拋光，拋光后將GaSb單晶片浸泡在無水乙醇中；步驟2）將GaSb單晶片依次在無水乙醇、石油醚、異丙醇有機溶劑中進行超聲清洗，在每種試劑中清洗時間為10～15分鐘，完畢后將GaSb單晶片浸泡在無水乙醇中；步驟3）將GaSb單晶片浸入鹽酸和異丙醇按體積比1:4進行混合的溶液中，進行超聲清洗5～10分鐘，完畢后將GaSb單晶片浸泡在無水乙醇中；步驟4）將GaSb單晶片取出，在氮氣或惰性氣體的環境下吹干，并裝盒密封。進一步，所述步驟1）至步驟4）在百級以上的潔凈環境中進行。進一步，所訴步驟1）對GaSb單晶片使用化學機械拋光。進一步，所述步驟4）中的氮氣或惰性氣體的純度在99.999%以上。本專利技術通過改進工藝，通過在超凈環境下對晶片進行加工，并采用化學清洗與氮氣封裝工藝可有效去除GaSb單晶表面殘留雜質和顆粒，控制顆粒度在100/cm2以下，大大提高GaSb單晶襯底表面質量。具體實施方式下面結合實施例，對本專利技術的具體實施方式作詳細說明。實施例1控制GaSb單晶襯底表面顆粒度的方法,該方法包括如下步驟：步驟1）對GaSb單晶片使用化學機械拋光，以到粗糙度要求，拋光后將GaSb單晶片放在聚四氟樣品架上，然后浸泡在無水乙醇中；防止過度氧化。步驟2）將GaSb單晶片依次在無水乙醇、石油醚、異丙醇有機溶劑中進行超聲清洗，超聲清洗時利用超聲機完成，在每種試劑中清洗時間為10分鐘，完畢后將GaSb單晶片浸泡在無水乙醇的燒杯中；以去除晶片表面的殘留有機雜質顆粒。步驟3）將GaSb單晶片浸入鹽酸和異丙醇按體積比1:4進行混合的溶液中，進行超聲清洗5分鐘，超聲清洗時利用超聲機完成，完畢后將GaSb單晶片浸泡在無水乙醇中；通過酸性溶液清洗去除GaSb單片表面氧化物及附屬顆粒。步驟4）將GaSb單晶片取出，在氮氣的環境下吹干，裝入晶片盒中，然后在塑封袋中充入氮氣密封。采用高純度的氮氣，純度在5N（99.999%）以上。上述步驟1）至步驟4）在百級以上的潔凈環境中進行，空氣潔凈純度參考《國家標準GB50073-2001》。實施例2控制GaSb單晶襯底表面顆粒度的方法,該方法包括如下步驟：步驟1）對GaSb單晶片使用化學機械拋光，以到粗糙度要求，拋光后將GaSb單晶片放在聚四氟樣品架上，然后浸泡在無水乙醇中；防止過度氧化。步驟2）將GaSb單晶片依次在無水乙醇、石油醚、異丙醇有機溶劑中進行超聲清洗，超聲清洗時利用超聲機完成，在每種試劑中清洗時間為15分鐘，完畢后將GaSb單晶片浸泡在無水乙醇的燒杯中；以去除晶片表面的殘留有機雜質顆粒。步驟3）將GaSb單晶片浸入鹽酸和異丙醇按體積比1:4進行混合的溶液中，進行超聲清洗10分鐘，超聲清洗時利用超聲機完成，完畢后將GaSb單晶片浸泡在無水乙醇中；通過酸性溶液清洗去除GaSb單片表面氧化物及附屬顆粒。步驟4）將GaSb單晶片取出，在惰性氣體（如氦氣）的環境下吹干，裝入晶片盒中，然后在塑封袋中充入氮氣密封。采用高純度的惰性氣體，純度在5N（99.999%）以上。上述步驟1）至步驟4）在百級以上的潔凈環境中進行，空氣潔凈純度參考《國家標準GB50073-2001》。實施例3控制GaSb單晶襯底表面顆粒度的方法,該方法包括如下步驟：步驟1）對GaSb單晶片使用化學機械拋光，以到粗糙度要求，拋光后將GaSb單晶片放在聚四氟樣品架上，然后浸泡在無水乙醇中；防止過度氧化。步驟2）將GaSb單晶片依次在無水乙醇、石油醚、異丙醇有機溶劑中進行超聲清洗，超聲清洗時利用超聲機完成，在每種試劑中清洗時間為12分鐘，完畢后將GaSb單晶片浸泡在無水乙醇的燒杯中；以去除晶片表面的殘留有機雜質顆粒。步驟3）將GaSb單晶片浸入鹽酸和異丙醇按體積比1:4進行混合的溶液中，進行超聲清洗7分鐘，超聲清洗時利用超聲機完成，完畢后將GaSb單晶片浸泡在無水乙醇中；通過酸性溶液清洗去除GaSb單片表面氧化物及附屬顆粒。步驟4）將GaSb單晶片取出，在氮氣的環境下吹干，裝入晶片盒中，然后在塑封袋中充入氮氣密封。采用高純度的氮氣，純度在5N（99.999%）以上。上述步驟1）至步驟4）在百級以上的潔凈環境中進行，空氣潔凈純度參考《國家標準GB50073-2001》。上述示例只是用于說明本專利技術，本專利技術的實施方式并不限于這些示例，本領域技術人員所做出的符合本專利技術思想的各種具體實施方式都在本專利技術的保護范圍之內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種控制GaSb單晶襯底表面顆粒度的方法,其特征在于，該方法包括如下步驟：步驟1）GaSb單晶片進行拋光，拋光后將GaSb單晶片浸泡在無水乙醇中；步驟2）將GaSb單晶片依次在無水乙醇、石油醚、異丙醇有機溶劑中進行超聲清洗，在每種試劑中清洗時間為10～15分鐘，完畢后將GaSb單晶片浸泡在無水乙醇中；步驟3）將GaSb單晶片浸入鹽酸和異丙醇按體積比1:4進行混合的溶液中，進行超聲清洗5～10分鐘，完畢后將GaSb單晶片浸泡在無水乙醇中；步驟4）將GaSb單晶片取出，在氮氣或惰性氣體的環境下吹干，并裝盒密封。

【技術特征摘要】
1.一種控制GaSb單晶襯底表面顆粒度的方法,其特征在于，該方法包括如下步驟：步驟1）GaSb單晶片進行拋光，拋光后將GaSb單晶片浸泡在無水乙醇中；步驟2）將GaSb單晶片依次在無水乙醇、石油醚、異丙醇有機溶劑中進行超聲清洗，在每種試劑中清洗時間為10～15分鐘，完畢后將GaSb單晶片浸泡在無水乙醇中；步驟3）將GaSb單晶片浸入鹽酸和異丙醇按體積比1:4進行混合的溶液中，進行超聲清洗5～...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉京明，劉彤，董志遠，趙有文，
申請(專利權)人：北京華進創威電子有限公司，
類型：發明
國別省市：北京;11