[发明专利]一种改善磷化铟单晶切割片翘曲度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及磷化铟单晶的加工技术，尤其涉及一种改善磷化铟（InP）单晶切割片翘曲度的方法。

背景技术

磷化铟单晶是重要的化合物半导体材料，具有闪锌矿结构。与砷化镓（GaAs）材料相比，它具有电子极限漂移速度高、耐辐射性能好、热导率高、击穿电场高等特点。磷化铟器件的工作频率极限比GaAs器件高出一倍，有更大的输出功率和更好的噪声特性，抗辐射性能比GaAs和硅（Si）材料等更为优越。因此，磷化铟单晶材料在微波、毫米波电路及高速数字集成电路的制备中是首选的衬底材料。

随着磷化铟单晶材料成功地用于微波、毫米波器件，人们开始更多的关注磷化铟单晶的加工技术。单晶切割是磷化铟单晶加工中非常重要的一步，它的作用是将磷化铟单晶棒切割成符合要求的切割片。

InP基器件的性能依赖于InP衬底的质量，衬底材料直接影响外延层的缺陷水平，特别是随着器件性能的不断提高和器件尺寸的减小，对衬底材料的要求越来越高，除单晶本身的缺陷外，衬底材料的加工工艺尤为重要，它决定了衬底材料的晶体完整性、几何参数以及表面质量等。晶片的翘曲度不仅与单晶生长过程中的热应力有关，而且与加工过程中的机械应力有关，除了要控制单晶生长条件外，翘曲度也是加工过程中必须加以控制的指标，因为晶片的翘曲度是属于体缺陷，一旦形成，在后续的工序中很难改善。因此解决现有技术中切割片翘曲度过大的技术问题是当前技术人员急于攻关的课题。

发明内容

鉴于上述现有技术存在的问题，本发明旨在提供一种改善磷化铟单晶切割片翘曲度的方法，用以解决现有技术中切割片翘曲度过大的技术问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种改善磷化铟单晶切割片翘曲度的方法，其特征在于，该方法使用酸性腐蚀液对磷化铟切割片进行腐蚀，腐蚀过程分为两次，每次腐蚀时间为1min，每次腐蚀后放入去离子水中冲洗，两次腐蚀去除总量为2-3μm。

本发明的酸性腐蚀液由硫酸、双氧水和表面活性剂混合而成，硫酸、双氧水和表面活性剂的体积比为（4-6）：（1-3）：（0.005-0.02）。

本发明所产生的有益效果是：本发明采用酸性化学腐蚀方式对磷化铟单晶切割片进行腐蚀处理，处理后的磷化铟单晶切割片有效地降低了翘曲度指标，且切割片表面光洁、均匀，满足了后续加工的要求。其处理工艺过程简单，可适用于磷化铟单晶加工的批量生产。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明：

采用本方法对磷化铟单晶切割片进行腐蚀处理步骤如下：

1.配制酸性腐蚀液

硫酸、双氧水和表面活性剂的优选体积比为5：2：0.01。其中表面活性剂选择NCW1002表面活性剂。按照硫酸（浓度为96%）、双氧水（浓度为30%）和NCW1002表面活性剂的体积比5：2：0.01进行称量，然后混合配制酸性腐蚀液。

2.酸性腐蚀液温度控制

控制酸性腐蚀液的温度为70-73℃。

   3.一次腐蚀处理

   将磷化铟单晶切割片放在夹具上，当酸性腐蚀液的温度达到70℃时，放进酸性腐蚀液槽中进行第一次腐蚀，腐蚀时间达1min后，将磷化铟单晶切割片取出，迅速放入去离子水中冲洗。

4.二次腐蚀处理

当酸性腐蚀液的温度达到70℃时，将冲洗后的磷化铟单晶切割片再次放入酸性腐蚀液槽中进行第二次腐蚀，腐蚀时间达1min后，将磷化铟单晶切割片取出，迅速放入去离子水中冲洗，然后将磷化铟单晶切割片从夹具上取下进行甩干机甩干。

    5.检测

最后检测磷化铟单晶切割片腐蚀去除量，检测腐蚀去除量标准在2-3μm之间，即为合格。腐蚀前磷化铟单晶切割片的翘曲度范围在15-20μm，腐蚀后的翘曲度能达到5-8 μm。

一般腐蚀200片左右时需要更换酸性腐蚀液。

    本方法通过采取对腐蚀温度、腐蚀过程和腐蚀时间的控制，既保证了磷化铟单晶切割片翘曲度的改善，又保证了磷化铟单晶切割片腐蚀去除量控制在2-3μm。通过去离子水迅速将残留在磷化铟单晶切割片上的酸性腐蚀液去除掉，避免腐蚀液继续对磷化铟单晶切割片进行腐蚀。

本方法分两次进行腐蚀是为了在保持去除量相同的条件下，翘曲度的改善效果更佳。