[發明專利]一種氮化鎵晶體拋光的方法

有效

• 申請號: 200910180529.5
• 申請日: 2009-10-19
• 公開（公告）號: CN101673668A
• 公開（公告）日: 2010-03-17
• 發明（設計）人: 李強;徐永寬;程紅娟;殷海豐;于祥潞;楊丹丹;賴占平;嚴如岳
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十六研究所
• 主分類號: H01L21/00
• 分類號: H01L21/00;H01L21/302;B24B37/04;B24B29/02
• 代理公司: 信息產業部電子專利中心
• 代理人: 梁 軍

技術領域

本發明涉及半導體拋光領域，特別是涉及一種氮化鎵晶體拋光的方法。

背景技術

第三代半導體材料氮化鎵具有禁帶寬度大、擊穿電場高、熱導率大、電子 飽和漂移速度高、介電常數小、抗輻射能力強、化學穩定性高等獨特的性能， 它在光顯示、光存儲、光探測等光電子器件和高溫、高頻大功率電子等微電子 器件領域有著廣闊的應用前景。GaN基器件不僅在民用方面已得到大量應用， 擁有巨大的市場潛力，而且在軍事上也有重大應用前景，受到各國軍方的極大 重視。

上世紀90年代初中期，GaN基藍、紫光，特別是P型摻雜技術的突破， 為全固態全色顯示和白光照明技術的迅速發展，打下了基礎。目前，高亮度 GaN基藍、綠光二極管(LED)已形成高技術產業，2002年GaN基LED的世 界市場已達18億美元，并以年50％的速度增長，市場潛力巨大。大功率、超 高亮度GaN基藍、紫光LED制造技術的突破，將觸發照明光源的革命，受到 世界各國的重視，研究工作突飛猛進，日新月異。此外，GaN材料也被廣闊的 應用于LD(Laser?disc，鐳射影碟)、UV(紫外線)探測器、HEMT(High?Electron Mobility?Transistor，高電子遷移率晶體管)等方面。

制約GaN基器件性能及可靠性提高的關鍵問題是缺乏高平整度和高表面 光滑度的襯底材料。目前GaN材料的生長方法主要是MOCVD(Metal?Organic Chemical?Vapor?Deposition，金屬有機化學氣相沉積)法和HVPE(Hydride?vapor phase?epitaxy，氫化物氣相外延)法。用MOVCVD法生長的氮化鎵薄膜表面 平整度和粗糙度比較好，可以在制備器件方面直接應用，但MOCVD法生長速 度太慢，只能用來生長薄膜；而HVPE法進行氮化鎵單晶生長到200μm以上， 所需生長時間長，厚度大，往往出現厚度不均勻情況，并且表面平整度和粗糙 度都很大，不能直接用于制造器件，必須進行拋光，改善表面的平整度和粗糙 度。所以選用一種好的拋光方法是至關重要的。

氮化鎵材料的硬度大，化學穩定性高，任何拋光液對它的化學腐蝕作用都 非常小，以往氮化鎵的拋光一般采用機械拋光，采用不同型號的金剛石拋光液 進行多次拋光。雖然使用非常細的金剛石進行機械拋光可以得到光亮的表面， 平整度和粗糙度很好，但仍然存在較深的機械損傷層，晶片表面即便看不到劃 道，通過在外延爐內高溫腐蝕后，會發現表面又出現很多劃道。最近有人用反 應離子刻蝕方法(RIE)對氮化鎵的Ga面進行處理，以去除表面損傷，得到更 平整的表面。然而，這樣的RIE工藝并不理想，因為由于離子轟擊，又引入了 新的損傷，表面更不規則，并伴有沾污，這還必須增加氧等離子體清洗工藝， 使得工藝更加復雜化。

化學機械拋光(CMP，Chemical?Mechanical?Polishing)是化學去除和機械 研磨共同作用的結果，是目前實現各種半導體材料全面平坦化的最佳方法之 一，所以研究GaN材料的化學機械拋光機理是必不可少的，但是氮化鎵晶片 正反兩面性質不同，N面化學活性高，KOH或NaOH基拋光液拋光，很容易 去掉表面損傷和劃道，得到高度平整拋光表面，而Ga面，用KOH或NaOH 基拋光液拋光，基本沒有變化。必須設法去掉表面損傷，得到良好拋光的Ga 面。因此，如何提高Ga面的拋光效率，得到良好的拋光表面，是亟待解決的 問題。

發明內容

本發明提供一種有效的改善晶片的表面質量，得到光亮的鏡面的氮化鎵晶 體拋光的方法，用以解決現有技術中存在氮化鎵晶體拋光不佳的問題。

為達上述發明目的，本發明提供一種氮化鎵晶體拋光的方法，所述方法包 括以下步驟：

將氮化鎵晶片粘貼在石英板上；

用研磨機對粘貼在石英板上的氮化鎵晶片進行研磨；

把拋光墊貼在拋光盤上，用環型重物把貼有氮化鎵晶片的石英板壓在拋光 墊上，使紫外光從環形重物上方透過，照在氮化鎵晶片上，對拋光液加熱；啟 動拋光機，使研磨盤旋轉進而帶動氮化鎵晶片以及環型重物旋轉進行拋光；其 中，環型重物的壓力為100-500g/cm²。

其中，將氮化鎵晶片粘貼在石英板上，具體為：

將石英板在加熱器上加熱，把蠟均勻的涂抹其上，再把氮化鎵晶片粘在蠟 上按實，停止加熱，待蠟凝固后，將多余的蠟清除掉，完成貼片。