[发明专利]一种快速确定磷化铟切割片及其晶棒定位面取向的方法

说明书

本申请涉及一种快速确定磷化铟切割片及其晶棒定位面取向的方法。该方法包括以下步骤：S1，采用手工抛光液对从磷化铟晶棒端面切取的（100）面切割片进行手工抛光；S2，将抛光过后的磷化铟切割片与第一腐蚀液接触后进行第一次腐蚀；S3，对第一次腐蚀后的磷化铟切割片清洗后与第二腐蚀液接触进行第二次腐蚀；S4，对第二次腐蚀后的磷化铟切割片清洗和干燥后，用光学显微镜观察第二次腐蚀后的磷化铟切割片上的位错腐蚀坑的形状，即可确定磷化铟切割片及其晶棒的定位面的取向；其中第二腐蚀液中包含氢溴酸的质量分数为39~41%的氢溴酸溶液。该方法允许抛光表面存在一定数量的划痕，且整个过程可在1小时内完成，提高了生产效率。

技术领域

本申请涉及半导体材料技术领域，尤其是涉及一种快速确定磷化铟切割片及其晶棒定位面取向的方法。

背景技术

磷化铟(InP)单晶是由磷和铟组成的III-V族二元半导体材料，其禁带宽度为1.35eV，具有高电子迁移率、耐辐射性能好、高热导率、高击穿电场等优越特性，使其成为光纤通信、微波、毫米波器件、抗辐射太阳能电池等领域的主要衬底，应用广泛。利用磷化铟芯片制造的卫星信号接收机和放大器可以在极高频率下工作，并且受外界影响较小，稳定性很高。以磷化铟为衬底制作的发光二极管和PIN探测器色散几乎为零，传输损耗低，在数据中心、5G光通讯等领域应用广泛。

半导体材料行业中，磷化铟晶圆取向为(100)晶面，要制造出合格的磷化铟晶圆，必须在切片前对磷化铟晶棒在特定结晶学方向上预先加工出定位面(直径6英寸以下)或者定位切口(直径6英寸及其以上)。由于磷化铟晶体结构特性的缘故，此定位面或定位切口无法单纯依靠X射线衍射定向识别确定。

目前人们测定磷化铟切割片及其晶棒定位面或定位切口(以下简称为定位面)的方法为化学机械抛光片腐蚀法：先从晶棒的端面切取1片(100)切割片，经过边缘倒角、研磨、粘蜡、贴片、CMP粗抛、CMP中抛和CMP精抛一系列加工工序，获得镜面抛光表面。然后用位错腐蚀液对抛光片侵蚀，接着用光学显微镜观察位错腐蚀坑的形态用以确定定位面的方向，据此确定晶片及其晶棒上相应定位面的取向。最后用X射线衍射定向仪进一步精确确定定位面的取向，进而加工出相应的定位面或定位切口。该方法对抛光表面的要求极高，周期长(2天以上)，且需占用专用的加工设备，效率低下，成本增加。

因此需要提供一种操作简单且能快速确定磷化铟切割片及其晶棒定位面取向的方法。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本申请提供一种新的能够快速确定磷化铟切割片及其晶棒定位面取向的方法，该方法能够显著减缩磷化铟切割片及其晶棒定位面取向的识别周期和成本，提高生产效率，整个过程可在1小时内完成。

为此，本申请一方面提供了一种快速确定磷化铟切割片及其晶棒定位面取向的方法，所述方法包括以下步骤：

S1，采用手工抛光液对从磷化铟晶棒端面切取的(100)面切割片进行手工抛光，获得抛光过后的磷化铟切割片；

S2，将所述抛光过后的磷化铟切割片与第一腐蚀液接触后进行第一次腐蚀，获得第一次腐蚀后的磷化铟切割片；

S3，对所述第一次腐蚀后的磷化铟切割片清洗后与第二腐蚀液接触进行第二次腐蚀，获得第二次腐蚀后的磷化铟切割片；

S4，对第二次腐蚀后的磷化铟切割片清洗和干燥后，在光学显微镜下观察第二次腐蚀后的磷化铟切割片上的位错腐蚀坑的形状，即可确定磷化铟切割片及其晶棒的定位面的取向；

其中所述第二腐蚀液中包含氢溴酸溶液，氢溴酸溶液中氢溴酸的质量分数为39～41％。

在一些具体实施例中，所述氢溴酸溶液中氢溴酸的质量分数可以分别为39％、40％或41％。在一些优选的实施方式中，所述氢溴酸溶液中氢溴酸的质量分数为40％。