[發明專利]一種用于GaAs晶片的粗拋光溶液和粗拋光方法

無效

• 申請號: 200910000511.2
• 申請日: 2009-01-14
• 公開（公告）號: CN101775257A
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發明（設計）人: 譚開燮;張捷;楊三貴
• 申請（專利權）人: AXT公司
• 主分類號: C09G1/18
• 分類號: C09G1/18;H01L21/304
• 代理公司: 北京北翔知識產權代理有限公司 11285
• 代理人: 鐘守期;唐鐵軍

技術領域

本發明涉及一種用于GaAs晶片的機械化學粗拋光溶液和一種機械化學粗拋光方法。

背景技術

GaAs由元素周期表中ⅢA族元素鎵(Ga)與ⅤA族元素砷(As)化合而成，是繼鍺、硅后發展起來的一族重要半導體材料。砷化鎵晶體的一些性能比鍺、硅更優越，例如，其電子遷移率約為硅的6倍，可在更高的頻率下工作，是制造高速集成電路和高速電子器件的理想材料。砷化鎵單晶片主要應用于微波和毫米波通信領域，如移動電話、衛星廣播、雷達系統及其他國防尖端電子產品。因其良好的光電性能，還大量應用于制造激光器和發光二極管。隨著技術的不斷發展和用途的不斷擴大，用戶對產品的質量要求越來越高，同時對成本也提出了更高的要求。因此，生產企業需要不斷提高產品質量，降低生產成本，同時，減少因拋光溶液中氯元素的揮發而帶來的環境污染。

GaAs晶片首先是使用金屬鋸或線狀鋸等將GaAs晶錠切成片，再通過研磨、機械化學粗拋光和化學精拋光等工序完成加工過程(參見Japanese?Patent?Laid-Open?No.2002-18705，2005-264057，11-283943，US?2008/0194182A1)，最終通過專業清洗、包裝后提供給用戶。提供給用戶的GaAs晶片，其主面象鏡子一樣光滑明亮，并且其物理性能達到一定的要求。然后，用戶在晶片表面上沉積一定厚度的各種單晶層，即單晶襯底的器件外延層，從而制備出不同功能的器件。

在機械化學粗拋光和化學精拋光過程中，分別采用不同的拋光溶液，其中在機械化學粗拋光過程中，采用的拋光溶液稱為機械化學粗拋光溶液。

機械化學粗拋光的原理是：利用機械化學粗拋光溶液對晶片腐蝕，并利用機械化學粗拋光溶液中的硅溶膠的機械作用，將腐蝕物去掉，從而得到適合化學精拋要求的、高平整度、高表面指標的晶片。這會使化學精拋光，在掉量(拋光過程中從晶片上去除的厚度)很少的情況下就能達到客戶的要求。機械化學粗拋光后的晶片質量，直接影響著化學精拋光晶片的一次成品率(yield)。由于晶片需要機械化學粗拋光過程去除的厚度較多，其機械化學粗拋光過程所消耗的成本較大，占整個拋光過程(即所有粗拋光和精拋光過程)的90％左右，同時，機械化學粗拋光時間較長。因而，晶片的機械化學粗拋光過程十分重要。

美國專利申請2008/0194182A1公開的方法中，GaAs晶片先用含有機氯和硅溶膠和20-31％三聚磷酸鈉的機械化學粗拋光溶液實施粗拋，再調整上述拋光溶液的三聚磷酸鈉為13-19％再完成精拋。

因此，如果能夠選用更合適的機械化學粗拋光溶液對GaAs晶片進行機械化學粗拋光，將有助于提高GaAs晶片的平整度質量、提高晶片表面鏡面質量，同時達到降低機械化學粗拋光作業成本，以及改善對環境帶來不良影響的作用。

發明內容

本發明提供一種用于GaAs晶片的機械化學粗拋光溶液，除水以外，包括二氯代異氰尿酸鹽、磺酸鹽、焦磷酸鹽、碳酸氫鹽和硅溶膠。

本發明還提供一種用于GaAs晶片的機械化學粗拋光方法，包括在一種機械化學粗拋光設備中，使用下列拋光溶液對晶片實施機械化學粗拋光：所述機械化學粗拋光溶液除水以外，包括二氯代異氰尿酸鹽、磺酸鹽、焦磷酸鹽、碳酸氫鹽和硅溶膠。

采用本發明的溶液和拋光方法，可以減少GaAs晶片的劃傷、提高平整度質量、提高晶片表面鏡面質量，同時達到降低機械化學粗拋光作業成本，降低對環境的影響。

附圖說明

圖1為用于本發明機械化學粗拋光方法的設備的一個實例；

圖2為通過本發明機械化學粗拋光方法所獲產品一例的平整度數據之翹曲度(Warp)分布圖；

圖3為通過本發明機械化學粗拋光方法所獲產品一例的平整度之總體厚度變化(TTV)圖；

圖4為通過本發明機械化學粗拋光方法所獲產品一例的平整度之局部厚度變化(LTV)圖；

圖5為通過本發明機械化學粗拋光方法所獲產品一例的平整度數據之彎曲度(BOW)分布圖；

圖6為通過本發明機械化學粗拋光方法所獲產品一例的掉量速率分布圖。

具體實施方式

本發明用于GaAs晶片的機械化學粗拋光溶液，除水以外，包括二氯代異氰尿酸鹽、磺酸鹽、焦磷酸鹽、碳酸氫鹽和硅溶膠。

在本發明的一種優選實施方案中，除水以外，按重量百分比計，機械化學粗拋光溶液中含二氯代異氰尿酸鹽8.0-22.0％、磺酸鹽0.01-0.30％、焦磷酸鹽4.5-19.0％、碳酸氫鹽3.0-13.0％和硅溶膠55.0-72.0％。