[發(fā)明專利]一種紅光GaAs晶片的清洗方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710198753.1
• 申請日: 2017-03-29
• 公開（公告）號: CN108655101A
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林偉;徐曉強(qiáng);閆寶華;劉琦;徐現(xiàn)剛
• 申請（專利權(quán)）人: 山東浪潮華光光電子股份有限公司
• 主分類號: B08B3/12
• 分類號: B08B3/12;B08B1/00;B08B3/00;B08B3/08;H01L21/02
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 王楠

本發(fā)明涉及一種紅光GaAs晶片的清洗方法，屬于半導(dǎo)體加工技術(shù)領(lǐng)域，包括以下基本步驟(1)用刀片沿解理邊垂直方向勻速刮晶片表面；(2)擦片處理；(3)進(jìn)行超聲清洗；(4)使用去離子水沖洗；(5)用硫酸雙氧水混合溶液進(jìn)行清洗；(6)使用去離子水沖洗；(7)使用甩干機(jī)甩干或熱氮烘干機(jī)烘干；利用本發(fā)明的方法和器具能有效去除GaAs晶片外延層表面的GaP的凸起缺陷，使表面平整光滑，有效降低后續(xù)光刻工步中因?yàn)榻佑|式曝光而導(dǎo)致的裂片率高的情況，同時(shí)也可有效去除掉表面一些粘附性極強(qiáng)的有機(jī)物和臟污。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種紅光GaAs晶片的清洗方法，屬于半導(dǎo)體加工技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

砷化鎵是現(xiàn)階段應(yīng)用非常廣泛的一種重要的半導(dǎo)體材料，屬Ⅲ－Ⅴ族化合物半導(dǎo)體，屬閃鋅礦型晶格結(jié)構(gòu)，熔點(diǎn)為1237℃，禁帶寬度1.4電子伏，晶格常數(shù)為5.65×10-10m，是一種性能優(yōu)異的電子信息功能材料，基于以上的原因，GaAs的應(yīng)用極其廣泛。例如，以GaAs材料為基礎(chǔ)制出的高頻、高速、防輻射的高溫器件，通常應(yīng)用于激光器、無線通信、光纖通信、移動通信、GPS全球?qū)Ш降阮I(lǐng)域。砷化鎵材料也可以通過加入其它元素改變能帶隙及其產(chǎn)生光電反應(yīng)，以此來制作成光電元件。GaAs作為光電元件應(yīng)用時(shí)，通常應(yīng)用在家用電器、工業(yè)儀表、大屏幕顯示、辦公自動化設(shè)備、交通管理等方面。此外，GaAs材料也廣泛應(yīng)用在武器裝備領(lǐng)域，例如電子戰(zhàn)系統(tǒng)、衛(wèi)星通訊系統(tǒng)、C3I系統(tǒng)、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、相控陣?yán)走_(dá)、精確制導(dǎo)、電子對抗、超高速軍用或野外用大型計(jì)算機(jī)等軍事電子領(lǐng)域中往往采用GaAs器件及集成電路。

目前，紅光LED普遍采用GaAs作為生長外延層的襯底，使用GaAs作為紅光LED的襯底相對于傳統(tǒng)的硅材料相比，它的電子移動率約為硅材料的5.7倍，它具有很高的電子遷移率、寬禁帶、直接帶隙，消耗功率低的特性。隨著半導(dǎo)體市場對晶片的產(chǎn)出良率的要求越來越高，所以就對生長有外延層的砷化鎵襯底的清洗質(zhì)量的有著更高的要求，因?yàn)榫砻娴钠秸戎苯佑绊懙街蟮募庸すに囈约熬牧哑剩砻娴挠袡C(jī)物殘留非常容易直接影響到晶片的光電參數(shù)和外觀效果。以GaAs為襯底的外延生長主要為利用MOCVD在GaAs襯底上生長N型限制層、量子阱、P型限制層等，最外側(cè)表面為GaP，生長過程中受生長速度、生長溫度波動等的影響，在生成最外側(cè)GaP后容易在表面產(chǎn)生凸起，由于GaAs晶片厚度很薄，在后續(xù)接觸曝光的過程中，曝光儀器壓在晶片上，容易因表面不平整而出現(xiàn)裂片現(xiàn)象。而現(xiàn)在普遍采用硫酸雙氧水的混合溶液進(jìn)行清洗，有的也采取氨水雙氧水的混合溶液進(jìn)行清洗，如中國專利文件(申請?zhí)?01010513860.7)公開了化合物半導(dǎo)體晶片的清洗方法，尤其是以砷化鎵(GaAs)為代表的III-V族化合物半導(dǎo)體晶片的清洗方法，包括用稀釋氨水、過氧化氫和水體系處理晶片，去離子水沖洗后再用一種稀酸或稀堿溶液處理晶片等。但這樣的清洗方法無法清理晶片表面因?yàn)橥庋由L不均勻?qū)е碌腉aP凸起。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)采用有機(jī)溶劑超聲加熱清洗方法存在的清洗不完全、裂片率高的缺陷，本發(fā)明提供了一種清洗完全且能有效降低裂片率的紅光GaAs清洗工藝。

術(shù)語解釋

解理邊：外延層表面的直線邊，與外延片晶向垂直的平邊，以此調(diào)整刀片方向。

常溫：本發(fā)明所述的常溫為18～26℃。

GaAs晶片：本發(fā)明所述GaAs晶片為在GaAs襯底上按常規(guī)工藝生長外延層后的晶片。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種紅光GaAs晶片的清洗方法，所述紅光GaAs晶片包括GaAs襯底和襯底上的外延層，所述外延層的最上面為GaP層，包括步驟：

(1)刮片：沿GaAs晶片解理邊垂直方向用刀片勻速刮所述晶片表面，刀片與所述晶片表面的角度為30°-60°，刮掉所述晶片的GaP層表面凸起顆粒；

(2)擦片處理：用浸有有機(jī)溶液的棉球擦拭步驟(1)處理后的GaAs晶片表面1-3遍，每遍換用新棉球；