【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于晶片拋光，尤其涉及一種銻化鎵拋光晶片表面缺陷控制工藝方法。
技術介紹
1、ⅲ-ⅴ族化合物半導體材料由于其在光電子器件應用中的優勢而受到廣泛關注。銻化物紅外光電器件憑借優異的性能在紅外成像、醫療診斷、資源勘探、氣體檢測、光通信、熱光伏等領域表現出巨大應用前景，成為當前研究熱點。銻化鎵（gasb）作為典型的ⅲ-ⅴ族化合物半導體材料，禁帶寬度0.725?ev，晶格常數6.0959??，與晶格常數在6.1???的ⅲ-ⅴ族材料及其三元、四元含銻化合物晶格匹配，波長范圍可實現從近紅外到遠紅外波段覆蓋，是制備銻化物紅外光電器件的理想襯底材料。gasb單晶片對銻化物紅外光電器件性能具有直接影響，器件性能的提升要求單晶片具有大尺寸、更低的缺陷密度、更好的表面質量。近年來，銻化物紅外光電技術發展迅速，特別是銻化物ⅱ類超晶格紅外焦平面探測技術的發展應用，極大的帶動了gasb材料的發展，越來越多的機構和企業也投入到gasb單晶的研發和生產。
2、銻化鎵單晶晶片生產主要是通過拋光、清洗等加工工藝實現高質量表面的制備。gasb材料具有較高的化學活性，易氧化，對表面制備工藝要求較高，較于gaas、inp等材料具有更高的加工難度。隨著器件外延工藝發展，對單晶片表面性能要求越來越苛刻，高質量表面制備成為gasb單晶片研制的關鍵。為滿足外延材料生長需求，要求單晶片表面要具備較低的粗糙度、較低的表面殘留雜質和缺陷和較低的表面氧化層厚度等。
3、傳統的銻化鎵晶片拋光方法為化學機械拋光，化學機械拋光機理：?晶片表面的材料去除是通過化
4、目前大直徑銻化鎵化學機械拋光片表面主要缺陷為暗劃缺陷，顆粒等問題，暗劃缺陷比較小，大約幾個微米，通常在強光燈下，改變不同角度可以看到，在200倍顯微鏡下均能觀察到，暗劃缺陷直接影響后期外延，制作探測器器件的成品率。
5、銻化鎵晶片粗拋，中拋受制于拋光布，拋光藥的影響，易產生宏觀可以看見的劃傷，劃痕，其分布交叉的，直線，弧線都有，大約10微米以上。通過最終精拋可以去除中拋的劃痕，劃傷，但在精拋中發現一種宏觀看不見，尺寸幾個微米，長短不一樣的的“暗劃”缺陷，時而出現，時而產生，位置，長度都在不同地變壞....直接影響了銻化鎵晶片一次通過率。
6、我們分析了大量精拋后晶片表面產生“暗劃”的位置，長度，發現暗劃位置是在變化的，長度是大小不一。我們在顯微鏡50-200倍下觀察了晶片倒邊前邊緣形貌及精拋后晶片邊緣，發現晶片邊緣形貌再變化，經過精拋后的晶片邊緣會有很多小的微米納米級缺口，造成端面不平整。我們采用排除法排除了拋光藥，液、布、顆粒等因素影響，最后聚焦在晶表面產生的“暗劃”缺陷與晶片邊緣產生脫落物有關。
技術實現思路
1、為了減輕晶片邊緣產生脫落物，降低脫落物對晶片表面產生暗劃影響，本專利技術提供一種銻化鎵拋光晶片表面缺陷控制工藝方法。本專利技術通過兩處工藝創新和多處工藝優化的方式實現了加工工藝的進步，開發出了新的銻化鎵晶片表面缺陷控制工藝方法，使得暗劃明顯減少減輕。
2、本專利技術提供的技術方案是：一種銻化鎵拋光晶片表面缺陷控制工藝方法，包括以下步驟：
3、s1、晶體滾外圓；
4、s2、晶片倒角：根據晶片的厚度，設計砂輪r角的角度，確定a1、a2面幅深度；將主、副定位邊左右圓角半徑在現基礎上增大3倍以上，使主、副定位邊左右的圓角半徑由尖角變成圓角，提高了晶片拋光中承受外力沖擊能力，降低晶片主定位邊左右角磕邊，掉邊及掉渣的風險；粗倒角，采用目數≥1800目的砂輪進行粗倒角，砂輪進刀量控制在0.2-0.4mm/min，倒角圈數≥2圈；細倒角，采用目數≥6000目的砂輪進行細倒角，砂輪進刀量控制在0.2-0.4mm/min，倒角圈數≥2圈；細倒角后，先在日光燈下檢查，晶片邊緣均勻，沒有崩邊、缺口為合格；再在20倍輪廓儀顯微鏡下檢測a1、a2面幅及r角精度與設計值之間誤差在合理范圍內為合格；
5、s3、晶片倒角化學腐蝕；
6、s4、晶片倒角機械拋光：在國產6b單面拋光機設備上，采用粒徑≤100nm的研磨液，研磨液中加入氧化劑，制成ph≥8的拋光液，拋光機轉盤上放入硬度≤40的黑色阻尼拋光布，以手工固定晶片的方式將晶片立置，立置的晶片在拋光布上拋光，拋光機主盤轉速≤5r/min，拋光液流量為100-200ml/min，通過手工轉動晶片的方式對銻化鎵晶片倒角處進行化學機械拋光60-120s，拋光后用高純水沖洗干凈并甩干；在日光燈下肉眼觀察，晶片邊緣細膩、均勻且發亮為合格；
7、s5、晶片拋光：包括粗拋、中拋和精拋；
8、s6、晶片清洗；
9、s7、晶片甩干；
10、s8、晶片檢查；
11、s9、晶片存放。
12、進一步的技術方案是：在s1中，選擇目數≥800目的砂輪，砂輪進刀量≤0.5mm/min，晶體的移動速率≤3mm/min。
13、進一步的技術方案是：采用無機酸溶液、緩沖劑和電阻率為18兆歐的高純水配制成ph值為5-6的溶液，在18-24℃下對倒角后的晶片邊緣化學腐蝕20-30s，然后用高純水沖洗并甩干；在日光燈下肉眼觀察，晶片邊緣無明顯吸附物、顆粒、毛刺為合格。
14、進一步的技術方案是：
15、在s5中，粗拋；選用的拋光布的硬度≤80，選用的拋光液研磨液的粒徑≤150nm且ph值7-12，拋光液研磨液中加入氧化劑后配制成ph值8-12的拋光液，晶片固定在無蠟墊上，拋光上盤壓力≤200g/cm2，主盤轉速40-80r/min，拋光液流量≤400ml/min，兩面拋光，拋光去除量控制在30-40微米；粗拋后，在日光燈下觀察無明顯劃道、鋸紋等后進入中拋；
16、中拋；選用的拋光布的硬度≤60，選用的拋光液研磨液的粒徑≤100nm且ph值≥8，拋光液研磨液中加入氧化劑后配制成ph值9-10的拋光液，晶片固定在無蠟墊上，拋光上盤壓力≤150g/cm2，主盤轉速40-60r/min，拋光液流量300-400ml/min，兩面拋光，拋光去除量≤20微米；中拋后，在強光燈下觀察無明顯劃道、鋸紋等后進入精拋；
17、精拋；選用的拋光布的硬度≤40，壓縮彈性率50-90%，開口徑≥200目；選用主要成為為氧化劑的拋光液，拋光液ph值4-8，晶片固定在無蠟墊上，拋光上盤壓力≤100g/cm2主盤轉速40-60r/min，拋光液流量300-400ml/min，兩面拋光，拋光去除量≤10微米；精拋后，在強光燈下觀察無明顯劃傷、明劃、暗劃、ng，藥水等進入清洗。
18、進一步的技術方案是：在s6中，晶片拋光后下盤迅速水沖，主盤兩側水槍壓力≥1.5kg，兆聲波本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種銻化鎵拋光晶片表面缺陷控制工藝方法，其特征在于包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種銻化鎵拋光晶片表面缺陷控制工藝方法，其特征在于：在S1中，選擇目數≥800目的砂輪，砂輪進刀量≤0.5mm/min，晶體的移動速率≤3mm/min。
3.根據權利要求1所述的一種銻化鎵拋光晶片表面缺陷控制工藝方法，其特征在于：采用無機酸溶液、緩沖劑和電阻率為18兆歐的高純水配制成PH值為5-6的溶液，在18-24℃下對倒角后的晶片邊緣化學腐蝕20-30s，然后用高純水沖洗并甩干；在日光燈下肉眼觀察，晶片邊緣無明顯吸附物、顆粒、毛刺為合格。
4.根據權利要求1所述的一種銻化鎵拋光晶片表面缺陷控制工藝方法，其特征在于：
5.根據權利要求1所述的一種銻化鎵拋光晶片表面缺陷控制工藝方法，其特征在于：在S6中，晶片拋光后下盤迅速水沖，主盤兩側水槍壓力≥1.5kg，兆聲波輔助高純水槍以不同方向，全面覆蓋性沖洗表面≤30S，流水方向一致，不能出現沖水反流等現象。
6.根據權利要求1所述的一種銻化鎵拋光晶片表面缺陷控制工藝方法，其特征在于：
7.根據權利要求1所述的一種銻化鎵拋光晶片表面缺陷控制工藝方法，其特征在于：在S9中，晶片存放房間為百級環境，室溫控制在18-22℃，濕度控制在≤60%。
...【技術特征摘要】
1.一種銻化鎵拋光晶片表面缺陷控制工藝方法，其特征在于包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種銻化鎵拋光晶片表面缺陷控制工藝方法，其特征在于：在s1中，選擇目數≥800目的砂輪，砂輪進刀量≤0.5mm/min，晶體的移動速率≤3mm/min。
3.根據權利要求1所述的一種銻化鎵拋光晶片表面缺陷控制工藝方法，其特征在于：采用無機酸溶液、緩沖劑和電阻率為18兆歐的高純水配制成ph值為5-6的溶液，在18-24℃下對倒角后的晶片邊緣化學腐蝕20-30s，然后用高純水沖洗并甩干；在日光燈下肉眼觀察，晶片邊緣無明顯吸附物、顆粒、毛刺為合格。
4.根據權利要求1所述的一種銻化鎵拋光晶片表面缺陷控制工藝方法...
【專利技術屬性】
技術研發人員：鄭紅軍，劉硯濱，趙春鋒，趙中陽，于會永，馮佳峰，
申請(專利權)人：大慶溢泰半導體材料有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。