[发明专利]一种对InP材料进行减薄和抛光的方法

说明书

技术领域

本发明涉及InP MMIC制备技术领域，尤其涉及一种改进的对InP材料进行减薄和抛光的方法。

背景技术

随着高新技术不断应用于军事领域，射频微波信号频率越来越高，频段越来越宽，数字芯片的处理能力越来越强，现代战争逐渐进入了信息化时代和数字化时代。电子器件的快速发展使信号的传输速率越来越快，III-V族化合物凭借其优良的频率特性，其半导体器件和相关的超高速数字/数模混合电路正在成为军事通讯、雷达、制导、空间防御、高速智能化武器及电子对抗等现代化国防装备的核心部件之一。特别是在太赫兹研究领域，InP材料的使用方兴未艾。

在众多的III-V族化合物半导体器件中，InP材料具有独特的优势，这主要得益于其优良的材料特性，例如InGaAs和InP之间很小的晶格失配，以及很高的电子饱和速率等等，所以不论HEMT结构或者HBT结构，都有非常优异的高频、大功率性能。但是InP材料的物理性能却很差，非常易碎，很小的碰撞或振动都会导致晶圆碎裂而前功尽弃，因此InP材料额制造加工就面临很多工艺上的难题。

对于超高频率、大功率的InP MMIC而言，其散热问题一直难以很好的解决，比较成熟的解决方法是在InP晶圆衬底背面制作大面积的散热金属，将正面MMIC电路和背面散热金属通过金属联通，实现热量的有效释放。

基于此解决方案，对InP晶圆衬底进行减薄，使之达到很薄的厚度，并且减薄的表面要实现镜面效果以满足背面金属的强力粘附。但是InP脆弱的物理性能导致低厚度减薄和镜面效果抛光的工艺难度很大，因此完善InP材料的低损伤低厚度的减薄和抛光工艺有重要意义。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种对InP材料进行减薄和抛光的方法。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种对InP材料进行减薄和抛光的方法，包括：制作对InP材料进行减薄用的硅片研磨衬垫；利用该硅片研磨衬垫对InP材料进行减薄；对InP材料进行化学机械抛光；对完成化学机械抛光的InP材料进行清洗；以及将清洗后的InP材料放入ICP刻蚀机进行等离子抛光。

上述方案中，所述制作对InP材料进行减薄用的硅片研磨衬垫的步骤，包括：对硅片进行标准RCA清洗工艺；以及使用溅射台在清洗后的硅片抛光面表面采用RF等离子溅射Ti/Al₂O₃纳米颗粒膜层结构，形成硅片研磨衬垫。

上述方案中，所述对硅片进行标准RCA清洗工艺的步骤，包括：用SC-3试剂在100～130℃温度下对硅片进行清洗：SC-3试剂中各成份体积比为H₂SO₄∶H₂O₂∶H₂O＝1∶3∶20，时间10分钟；用SC-1试剂在65～80℃温度下对硅片进行清洗，SC-1试剂中各成份体积比为NH₄OH∶HO₂∶H₂O＝1∶1∶5，时间10分钟；用DHF在20～25℃温度下对硅片进行清洗，DHF中各成份体积比为HF∶H₂O＝1∶10，时间10分钟；用SC-2试剂在65～80℃温度下对硅片进行清洗，SC-2试剂中各成份体积比为HCl∶H₂O₂∶H₂O＝1∶1∶6，时间10分钟；以及用去离子水(DI)冲洗干净，N2吹干。

上述方案中，所述使用溅射台在清洗后的硅片抛光面表面采用RF等离子溅射Ti/Al₂O₃纳米颗粒膜层结构的步骤中，Ti厚度为50nm～80nm，Al₂O₃厚度为5μm～6μm，膜层厚度均匀性±3％。

上述方案中，所述利用该硅片研磨衬垫对InP材料进行减薄的步骤，包括：利用该硅片研磨衬垫，将待减薄的InP材料装于研磨夹具上，开始减薄；该硅片研磨衬垫转速30rpm～60rpm，InP材料自转80rpm～200rpm，研磨浆液采用次氯酸钠水溶液和3μm Al₂O₃粉，PH值11～12.5，压强0.1kg/cm²。所述InP材料减薄的最终厚度为60μm。