切割砷化镓初始晶片的方法及制备砷化镓晶片的方法_2

文档序号:9362507阅读:来源:国知局
a 和图2b所示)是为了使晶片边缘获得合适的圆弧(图2a)或坡度(图2b,其中α优选为 45±10° )。图2a和2b为晶片倒角前后的横截面图示。优选地,使得GaAs晶片边缘的横 截面具有圆弧状的边缘(图2a),由此可以减少或避免后续步骤中GaAs晶片破损的风险。 所述倒角处理通常使用倒角机进行,任何现有技术的倒角机均可用于该步骤。在用倒角机 倒角时,优选将倒角机的进刀量设置在〇. 4毫米以内,优选设置在0. 3毫米以内。
[0036] 在本发明制备GaAs晶片的方法中,对倒角后的GaAs初始晶片进行表面处理,表面 处理可以使用研磨机研磨经倒角的GaAs初始晶片。如果需要研磨经倒角的GaAs初始晶片 的两面,则可以在一面研磨后再研磨另一面。研磨加工是为了消除切片工序中GaAs初始晶 片表面的锯纹损伤,获得足够的晶片平整度,为后续的抛光工序作准备。所述研磨可以本 领域已知的任何方法进行,例如可在一种已知的研磨设备中进行(例如类似图3的设备), GaAs初始晶片置于一个支承垫中,上下两侧垫有研磨垫(通常为聚酯类研磨垫),研磨过程 使用研磨液(可用已知的研磨液)。例如,在采用上下盘式的研磨设备(上下盘反向旋转) 时,研磨过程中,晶片所受压力为0. 03-0. 18千克/平方厘米,优选0. 05-0. 15千克/平方 厘米。上盘转速2-12转/分钟,优选3-10转/分钟;下盘转速5-20转/分钟,优选8-15 转/分钟。研磨液量为60-120ml/m 2研磨盘面积/分钟(按设备盘单面计)。研磨时间为 20-50分钟,优选25-40分钟。
[0037] 此外,在本发明制备GaAs晶片的方法中,表面处理还可以通过化学法进行。此情 况下,例如,可以将GaAs初始晶片浸泡在刻蚀液中,或者使用刻蚀液冲洗GaAs初始晶片。所 述刻蚀液可以为本领域用于对GaAs初始晶片进行表面处理的常规刻蚀液。
[0038] 当然,根据需要,可以结合使用研磨机和化学表面处理法,例如先使用研磨机处 理,然后进行化学表面处理。
[0039] 在本发明制备GaAs晶片的方法中,优选仅使用刻蚀液对经切割的GaAs初始晶片 进行化学表面处理。所述化学表面处理的条件为:温度在室温以上、优选在30°C以上、更优 选在35°C以上;处理时间为5-20秒,优选8-18秒,更优选为10-15秒。优选地,刻蚀液为包 含NH 3和过氧化氢的水溶液。在刻蚀液中,NH 3为0. 1-5摩尔% ;过氧化氢为5-15摩尔% ; 余量为水。在上述条件下表面处理后的晶片表面无药印。
[0040] 在本发明制备GaAs晶片的方法中,优选在表面处理之前将倒角后的GaAs晶片用 粘结剂固定在支撑物上,其中所述支撑物为刚性的平板,表面大小足以容纳晶片,优选与待 抛光的晶片具有相同的形状、与晶片相匹配,或者优选为圆形。通常,支撑物的厚度与晶片 厚度类似,例如为200-400微米,优选为225-380微米,更优选为200-350微米;支撑物表面 平坦,平整度为3-8微米;优选表面光滑,表面微粗糙度Ra优选不高于0. 5纳米,更优选不 高于0. 3纳米。考虑到晶片后续抛光时的实际条件,通常的刚性材料均足于保证抛光所需, 即支撑物在抛光过程中不发生变形和破碎。通常,支撑物例如由塑料、石英、玻璃、陶瓷或 在抛光条件下为惰性的金属(例如铝)制成。支撑物优选由塑料、玻璃、石英或陶瓷制成。 通过采用支撑物,可以避免GaAs晶片在加工过程中因受力不均而破损,保证晶片的高成品 率。固定晶片所使用的粘结剂可为可用于粘接目的并能使晶片与支撑物之间在抛光过程中 不发生相对位移的任何粘结剂,其熔点(或软化点)高于晶片加工温度;另一方面,考虑到 晶片加工之后粘结剂的移除,优选粘结剂的熔点(或软化点)不应过高。通常,所述粘结剂 的熔点(或软化点)可为40-150°C,优选为50-120°C,更优选为60-100°C。所述粘结剂可选 自下列之一:天然及合成聚合物,例如纤维素类物质(例如羧甲基纤维素)、阿拉伯树胶、聚 乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、天然磷脂(如脑磷脂和卵磷脂)、合成磷脂、矿物油、植物油、蜡和松 香等,优选蜡,例如蜂蜡。粘结剂的去除可使用本领域已知的去除粘结剂的任何常规方法, 包括物理方法和化学方法等,例如可使用加热、或使用水或有机溶剂如IPA(异丙醇)、酒精 或化蜡剂等去除粘结剂,以不对晶片产生不利影响为限。优选地,粘结剂为水溶性粘结剂。 优选将晶片的一面涂覆液体蜡并将该晶片贴在平整的陶瓷支撑物,轻轻施加压力以确保晶 片和陶瓷盘之间没有间隙。
[0041] 在本发明制备GaAs晶片的方法中,还包括对经表面处理的GaAs晶片进行粗抛光, 然后进彳丁精抛光。
[0042] 对于粗抛光,也即机械化学抛光,使用的粗抛光溶液,除水以外,还包括二氯代异 氰尿酸盐、磺酸盐、焦磷酸盐、碳酸氢盐和硅溶胶。在本发明的一种优选实施方案中,粗抛 光溶液中除水以外的成分按它们的重量百分比计(基于除水之外的成分的总量计),包 括二氯代异氰尿酸盐8. 0-22. 0 %、磺酸盐0. 01-0. 30 %、焦磷酸盐4. 5-19. 0 %、碳酸氢盐 3. 0-13. 0%和硅溶胶55. 0-72. 0%,各组分含量总和为100%。上述各组分溶于水后的总重 量百分比以不对晶片产生不利影响为限,可以为任何浓度,但是优选不高于6.0%。
[0043] 对于粗抛光,在采用上下盘式的抛光设备(上下盘反向旋转)时,抛光过程中,晶 片所受压力为0.04-0. 15千克/平方厘米,优选0.05-0. 12千克/平方厘米。上盘转速10-45 转/分钟,优选12-35转/分钟;下盘转速5-40转/分钟,优选8-30转/分钟。抛光液流 量为60-120升/cm 2晶片面积/小时。抛光时间为20-70分钟,优选25-60分钟。
[0044] 对于精抛光,也即化学机械抛光,使用的精抛光溶液,除水以外,包括二氯代异氰 尿酸盐、磺酸盐、酸式焦磷酸盐、碳酸氢盐和碳酸盐。在本发明的一个优选实施方案中, 除水之外,按重量百分比计(基于除水之外的成分的总量计),精抛光溶液包括二氯代异 氰尿酸盐29. 00-40. 00 %、磺酸盐0. 20-0. 45 %、酸式焦磷酸盐18. 00-35. 00 %、碳酸氢盐 17. 00-24. 00 %和碳酸盐15. 00~23. 00%,各组分含量总和为100%。上述各组分溶于水后 的总重量百分比以不对晶片产生不利影响为限,可以为任何浓度,但是优选不高于3. 0%。
[0045] 对于精抛光,在采用上下盘式的抛光设备(上下盘反向旋转)时,抛光过程中,晶 片所受压力为〇. 05-0. 15千克/平方厘米,优选0. 06-0. 12千克/平方厘米。上盘转速20-60 转/分钟,优选25-50转/分钟;下盘转速10-35转/分钟,优选12-25转/分钟。抛光液 流量为〇. 5-1.0ml/cm2晶片面积/分钟。抛光时间为3-20分钟,优选5-15分钟。
[0046] 在本发明的各抛光溶液中,二氯代异氰尿酸盐、(酸式)焦磷酸盐、碳酸氢盐和碳 酸盐可以使用它们各自的水溶性盐类之一。优选的是,二氯代异氰尿酸盐、(酸式)焦磷酸 盐、碳酸氢盐和碳酸盐为各自的水溶性的碱金属盐之一或为铵盐,特别优选为各自的钠盐 或铵盐。
[0047] 对于硅溶胶,可以使用常规的硅溶胶,例如市售的硅溶胶,或者是使用现有技术方 法制备的硅溶胶。
[0048] 对于磺酸盐,可以使用水溶性磺酸盐,优选水溶性碱金属盐之一或为铵盐,特别优 选为钠盐或铵盐。优选的是,磺酸盐为例如C6 16芳基(即含6-16个碳原子的芳基,包括取代 的芳基)的单磺酸盐或二磺酸盐(例如C41。烷基-苯磺酸盐、苯磺酸盐、萘磺酸盐、蒽磺酸 盐、C 4 i。烷基-苯基二磺酸二盐、苯基二磺酸二盐、萘基二磺酸二盐或蒽基二磺酸二盐,例如 1,2-苯二磺酸二盐、1,3-苯二磺酸二盐、苯磺酸盐或萘磺酸盐)、烷基磺酸盐(优选为4-10 个碳原子烷基的磺酸盐,例如丁烷基磺酸盐、戊烷基磺酸盐、己烷基磺酸盐、庚烷基磺酸盐、 辛烷基磺酸盐、壬烷基磺酸盐和癸烷基磺酸盐等)和酚磺酸盐之一,进一步优选1,3-苯二 磺酸盐、苯磺酸盐、萘磺酸盐或己烷基磺酸盐。
[0049] 由于粗抛光和精抛光本身可以采用现有技术的方法进行,因此不作进一步赘述。 在本发明中,优选进行单面抛光。
[0050] 经过粗抛光和精抛光,GaAs晶片的表面微粗糙度不高于0. 5纳米,平整度为3-7微 米,优选3-5微米。
[0051] 经过粗抛光和精抛光,GaAs晶片的表面粗糙度和晶片平整度能够满足本领域的使 用需求。
[0052] 任选地,本发明制备GaAs晶片的方法还包括:对精抛后的GaAs晶片进行表面清洗 处理。
[0053] 优选进行湿法表面清洗处理。对清洗处理的过程无特别限制,只要其能使晶片表 面达到所需的清洁程度即可。就湿法清洗处理而言,可根据所制备的GaAs晶片,套用现有 技术的方法。
[0054] 优选地,表面湿法清洗处理在不低于1000级的洁净室中进行。所述洁净室等级的 定义参考美国联邦标准209
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