[發(fā)明專利]一種磷化銦襯底的拋光工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110331419.5
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN112975592B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王書杰;孫聶楓;王陽;李曉嵐;史艷磊;邵會民;付莉杰;劉錚;孫同年;劉惠生
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團(tuán)公司第十三研究所
• 主分類號: B24B1/00
• 分類號: B24B1/00;B24B29/02;B24B57/02;C25F3/30
• 代理公司: 石家莊眾志華清知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(特殊普通合伙) 13123
• 代理人: 王苑祥

一種磷化銦襯底的拋光工藝，屬于磷化銦拋光技術(shù)領(lǐng)域，基于磷化銦的拋光裝置來實(shí)現(xiàn)，所述拋光裝置包括電解槽、借助陽極升降機(jī)構(gòu)定位在電解槽底部中心位置的陽極盤支撐桿、鉸接在陽極盤支撐桿上端的陽極盤、借助陰極升降機(jī)構(gòu)定位在陽極盤上方的陰極盤支撐桿、設(shè)置在陰極盤支撐桿下端的陰極盤、借助連接機(jī)構(gòu)設(shè)置在陽極盤上的石墨電極板、借助中間驅(qū)動機(jī)構(gòu)設(shè)置在石墨電極板上端面的游星輪組、與中間驅(qū)動機(jī)構(gòu)連接的陽極轉(zhuǎn)動驅(qū)動機(jī)構(gòu)、與陰極盤支撐桿連接的陰極轉(zhuǎn)動驅(qū)動機(jī)構(gòu)以及借助導(dǎo)線分別與陽極盤支撐桿和陰極盤支撐桿的觸點(diǎn)連接的拋光直流電源。通過對裝置本身的結(jié)構(gòu)和工藝進(jìn)行改進(jìn)，結(jié)合電化學(xué)拋光、機(jī)械拋光技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，使得磷化銦的拋光過程對環(huán)境要求大為降低，且拋光效果理想。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于磷化銦拋光技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種磷化銦襯底的拋光工藝。

背景技術(shù)

InP材料是一種重要的III-V族化合物半導(dǎo)體材料，具有電子遷移率高和飽和漂移速率大的特點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)毫米波電路和太赫茲電子器件的主要基礎(chǔ)材料，InP基器件具有高頻、低噪聲、高效率、抗輻照等特點(diǎn)，是100GHz以上頻段的首要選擇，在W波段以及更高頻率毫米波電路具有優(yōu)異性能，在光纖通信、移動通信、醫(yī)療成像、太赫茲通信等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

InP的拋光技術(shù)是衡量其制備水平重要指標(biāo)，拋光界面平整、粗糙度低對于后續(xù)的外延生長至關(guān)重要。通常InP單晶襯底的拋光主要采用是電化學(xué)拋光技術(shù)或者機(jī)械拋光技術(shù)，但是兩者拋光效果不太穩(wěn)定、拋光均勻性不甚理想，尤其是采用電化學(xué)拋光技術(shù)中的拋光液化學(xué)成分較為復(fù)雜，對環(huán)境要求較高。因此如何實(shí)現(xiàn)低成本、拋光效果理想的InP的拋光技術(shù)成為亟待解決的難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種磷化銦襯底的拋光工藝，通過對裝置本身的結(jié)構(gòu)和工藝進(jìn)行改進(jìn)，結(jié)合電化學(xué)拋光、機(jī)械拋光技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，使得磷化銦的拋光過程對環(huán)境要求大為降低，且拋光效果理想。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種磷化銦襯底的拋光工藝，基于磷化銦的拋光裝置來實(shí)現(xiàn)，所述拋光裝置包括電解槽、借助陽極升降機(jī)構(gòu)定位在電解槽底部中心位置的陽極盤支撐桿、鉸接在陽極盤支撐桿上端的陽極盤、借助陰極升降機(jī)構(gòu)定位在陽極盤上方的陰極盤支撐桿、設(shè)置在陰極盤支撐桿下端的陰極盤、借助陰極拋光布卡具定位在陰極盤下端面的拋光布、借助連接機(jī)構(gòu)設(shè)置在陽極盤上的石墨電極板、借助中間驅(qū)動機(jī)構(gòu)設(shè)置在石墨電極板上端面的游星輪組、借助陽極拋光布卡具定位在石墨電極板和游星輪之間的拋光布、與中間驅(qū)動機(jī)構(gòu)連接的陽極轉(zhuǎn)動驅(qū)動機(jī)構(gòu)、與陰極盤支撐桿連接的陰極轉(zhuǎn)動驅(qū)動機(jī)構(gòu)以及借助導(dǎo)線分別與陽極盤支撐桿和陰極盤支撐桿的觸點(diǎn)連接的拋光直流電源，所述陰極盤支撐桿設(shè)有拋光液注入總成；

所述拋光工藝包括以下步驟：

步驟① 將磷化銦襯底裝入游星輪的襯底槽中；

步驟② 借助陰極升降機(jī)構(gòu)，使得定位在陰極盤下端面的拋光布與磷化銦襯底接觸，并使陰極盤和石墨電極板之間的拋光壓力保持在40～400 g/cm²范圍內(nèi)；

步驟③ 通過拋光液注入總成，向電解槽中注入電解液直至沒過陰極盤；

步驟④ 借助陽極轉(zhuǎn)動驅(qū)動機(jī)構(gòu)和陰極轉(zhuǎn)動驅(qū)動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動，使得陰極盤和石墨電極板按著相反方向轉(zhuǎn)動，同時通過拋光液注入總成開始注入拋光液；在陰極盤和石墨電極板轉(zhuǎn)動2-3min后，啟動攪拌器、接通拋光直流電源并打開電解液排出管的截止閥；

步驟⑤ 在開始電化學(xué)機(jī)械拋光9-12min后，關(guān)閉拋光直流電源、陽極轉(zhuǎn)動驅(qū)動機(jī)構(gòu)和陰極轉(zhuǎn)動驅(qū)動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動；借助陰極升降機(jī)構(gòu)，分離陰極盤和石墨電極板；再借助陽極升降機(jī)構(gòu)，使得磷化銦襯底位于電解液液面以上，取出磷化銦襯底；

步驟⑥ 測試朝向陽極的磷化銦襯底一面的粗糙度；當(dāng)達(dá)不到要求的粗糙度，將磷化銦襯底按原樣放入襯底槽中，重復(fù)步驟②、④和⑤；當(dāng)達(dá)到要求的粗糙度時，反轉(zhuǎn)磷化銦襯底后放入襯底槽中，重復(fù)步驟②、④和⑤；