专利名称：Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体晶片及其清洗方法
技术领域：
本发明涉及一种πι-v族化合物半导体晶片及其清洗方法。
背景技术：
随着半导体激光器、光纤通信用光接收组件、高速和高频半导体器件制造技术的发展，对III-V族化合物半导体材料——例如砷化镓、磷化铟等——的清洁度，特别是其表面清洁度的要求越来越高。对于半导体晶片的主要应用而言，其表面的主要污染物是颗粒和金属离子。对于另一类半导体晶片硅晶片，已经有了一套通用的清洗方法，即Kern和Puotinen 提出的 RCA 方法(RCA Review, vol. 31, pp. 187-206, June, 1970)。该方法用氨水、双氧水水溶液(SC-I)清洗颗粒，用盐酸、双氧水水溶液(SC-2)去除金属。·然而，III-V族化合物半导体材料，例如磷化铟半导体材料，由于属于二元化合物，使得其晶片表面的反应特性与硅晶片不相同，因此不能套用硅晶片的清洗方法。特别是，上述RCA还具有如下缺点虽然SC-I溶液能够基本上除去半导体晶片表面的颗粒物，但却同时又给其带来了另外的外来金属污染源。尽管通过后一步SC-2溶液处理有可能降低晶片表面上外来金属杂质的浓度，但该处理的结果是使粘附在晶片上的颗粒物再次增加(P. H. Singer, SemiconductorInternational, pp. 36-39, December, 1992)。此外，由于有些地方腐蚀清洗过快，而有些地方还没有被腐蚀清洗，因而造成晶片表面腐蚀不均匀。这种晶片不能理想地用于后续的外延生长。中国专利CN101661869中描述了一种清洗砷化镓(III-V族化合物)半导体晶片的方法，其包括在超声波作用下用清洗剂处理、分别用浓硫酸和NH4OH-H2O2溶液清洗砷化镓晶片。该方法没有有效地清除金属残留并且清洗过的砷化镓晶片表面腐蚀严重，所以也不能简单套用该法来清洗其他πι-v族化合物半导体晶片，特别是磷化铟半导体晶片。因此，现有技术中的方法很难较好地去除III-V族化合物半导体材料一例如磷化铟半导体材料一晶片表面的颗粒和金属残留物，同时还能保证晶片表面的腐蚀均匀性。
发明内容
本发明提供一种清洗III-V族化合物半导体晶片的方法，该方法包括以下步骤(I)用一种浓酸于不低于50°C处理晶片；(2)用一种浓酸于不高于30°C处理晶片；(3)用高纯水洗涤晶片；(4)用一种有机酸溶液处理晶片；(5)用高纯水洗涤晶片；(6)用一种NH4OH-H2O2溶液处理晶片；(7)用高纯水洗涤晶片；以及(8)干燥所得晶片。
本发明的方法不但能够有效地减少晶片表面的颗粒和金属残留，同时还能提高晶片表面的腐蚀均匀性，使白雾值降低，从而达到改善晶片表面的光点缺陷的效果。因此，本发明还提供一种III-V族化合物半导体晶片，其特征在于，每平方厘米晶片表面面积中大于O. 11 μ m2的颗粒< O. 5颗(按统计数除以晶片表面积计)，晶片表面的金属残留Cu < IOX 101°原子/cm2且Zn < IOX 101°原子/cm2,表面平均白雾值< I. Oppm。
具体实施例方式本发明提供一种清洗III-V族化合物半导体晶片方法，包括以下步骤(I)用一种浓酸于不低于50°C处理晶片；
(2)用一种浓酸于不高于30°C处理晶片；(3)用高纯水洗涤晶片；(4)用一种有机酸溶液处理晶片；(5)用高纯水洗涤晶片；(6)用一种NH4OH-H2O2溶液处理晶片；(7)用高纯水洗涤晶片；以及(8)干燥所得晶片。出乎意料的是，本发明的方法不但能使晶片表面获得有效的清洗，减少晶片表面颗粒并显著降低金属、特别是铜、锌的残留量，而且还能同时保证腐蚀的均匀性，使得白雾值更低。因此，使用本发明方法获得的晶片能够很好地作为外延衬底使用。本发明方法中，作为原始晶片使用的晶片(即第⑴步使用的晶片)是已经完成机械化学抛光和化学精细抛光的晶片(即已经完成精细镜面抛光的晶片)，通常是单面抛光后的晶片，其抛光面表面微观粗糙度Ra ( O. 5nm(用AFM(原子力显微镜)测试)，优选Ra ( O. 3nm。如果要求两面抛光，则上述参数为两面的平均值。在本发明方法的步骤(I)(用一种浓酸于不低于50°C处理晶片)中，优选地，所述浓酸为无机酸，包括，但不限于，硫酸、盐酸、磷酸和硝酸等，优选硝酸或硫酸。因为在一定的温度下，不同酸的溶解性不同，所以采用不同的酸时，均采用其在处理温度下的浓酸，例如其浓度为其相应温度时的饱和浓度的60%以上时，则认为其为“浓酸”。优选地，采用硫酸时，其浓度C1通常不小于65重量％。通常，所用硫酸浓度为65-98重量％，优选70-97重量％。处理温度T1通常为50-80°C，优选55-75°C，更优选60_70°C。只要满足温度不低于50°C的条件，该处理步骤中的温度可以变化。该步骤的处理时间P1通常为1-20秒，优选为2-18秒，更优选为3-15秒。所述处理包括，但不限于，冲洗和浸入等，优选浸入处理。在处理过程中，优选采用兆声波或超声波处理。在本发明方法的步骤(2)(用一种浓酸于不高于30°C处理晶片)中，优选地，所述浓酸为无机酸，包括，但不限于，硫酸、盐酸、磷酸和硝酸等，优选硝酸或硫酸。因为在一定的温度下，不同酸的溶解性不同，所以采用不同的酸时，均采用其在处理温度下的浓酸，例如其浓度为其相应温度时的饱和浓度的60%以上时，则认为其为“浓酸”。优选地，采用硫酸时，其浓度C2通常不小于65重量％。通常，所用硫酸浓度为65-98重量％，优选70-97重量％。处理温度!^通常不高于30°C，优选不高于25°C。只要满足温度不高于30°C的条件，该处理步骤中的温度可以变化。通常，处理温度为5-30°C，优选8-28°C，更优选10-25°C。该步骤的处理时间P2通常为O. 5-15秒，优选1-12秒，更优选2-10秒。所述处理包括，但不限于，冲洗和浸入等，优选浸入处理。在处理过程中，优选采用兆声波或超声波处理。优选地，步骤⑴和⑵采用相同的酸进行处理。此时，可以采用同一份浓酸，按照不同的温度连续处理，即在完成第一步处理之后，迅速降温至第二步的处理温度继续处理；在这种实施方案中，C2为步骤(2)开始时的浓度。如果第二步所用的酸与第一步所用的酸不同，则在第一步酸处理(I)之后，优选地，晶片用高纯水洗涤5-30秒之后再进行第二步的酸处理⑵。在本发明的一个特别优选的实施方案中，步骤(I)的酸的浓度C1、处理温度T1和处理时间P1与步骤⑵的酸的浓度C2、处理温度T2和处理时间P2之间满足以下关系C2XP2X (T2+273. 15)彡 C1XP1X (1\+273· 15)彡3 X C2 X P2 X (T2+273. 15)，
以上各式中，浓度单位为重量百分比浓度，处理温度为摄氏度，处理时间为秒。进一步优选的是，步骤(I)的酸的浓度C1、处理温度T1和处理时间P1与步骤(2)的酸的浓度C2、处理温度T2和处理时间P2之间满足以下关系500 彡 C1XP1X (1\+273· 15) ( 4，500 ;和350 彡 C2XP2X (T2+273. 15) ( 3，000 ；再进一步优选650 彡 C1XP1X (1\+273· 15) ( 3，800 ;和450 彡 C2XP2X (Τ2+273. 15) ( 2，500 ；更进一步优选850 彡 C1XP1X (1\+273· 15) ( 3，200 ;和550 彡 C2XP2X (Τ2+273. 15) ( 2，200。在本发明中，所使用的术语“高纯水”是指在25°C的电阻率优选不低于15兆欧 厘米(I. 5 XlO7 Ω · cm)，更优选不低于17. 5兆欧 厘米的水。在用高纯水洗涤晶片的步骤(3)、(5)和(7)中，各步骤优选在较低温度进行，例如在不高于30°C的温度(例如3-30°C )，优选在不高于25°C (例如5_25°C )的温度，更优选在8-20°C的温度实施。洗涤时间通常为10-100秒，优选12-80秒，更优选15-60秒。在本发明方法的步骤(4)(用一种有机酸溶液处理晶片)中，所用的有机酸可以为常用的一种有机多元酸。所述酸包括，但不限于，柠檬酸、酒石酸、马来酸、富马酸、苹果酸、葡萄糖酸、葡庚糖酸、C3-C12(即3-12个碳原子)的多元酸，优选C3-C10的二元酸等，例如丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、壬二酸、癸二酸等，优选柠檬酸。所述有机酸的浓度C4通常为1-10重量％，优选2-8重量％，更优选3-6重量％。用有机酸处理时的温度T4通常为10-30°C，优选15-25°C。该处理步骤中的温度可以变化。该步骤的处理时间P4通常为15-35秒，优选20-33秒。所述处理包括，但不限于，冲洗和浸入等，优选浸入处理。在本发明一个特别优选的实施方案中，步骤(I)、步骤(2)中酸的浓度、处理温度、处理时间与步骤⑷中酸的浓度C4、处理温度T4和处理时间P4满足以下关系1/10 [C2 X P2 X (T2+273. 15)+C1X P1X (1\+273· 15)]彡C4XP4X (T4+273. 15)( 1/2[C2XP2X (T2+273. 15) +C1XP1X ( \+273· 15)],
以上各式中，浓度单位为重量百分比浓度，处理温度为摄氏度，处理时间为秒。进一步优选的是，步骤⑷中酸的浓度C4、处理温度T4和处理时间P4满足以下关系100 彡 C4XP4X (T4+273. 15) ( I, 200。更进一步优选的是，200 彡 C4XP4X (T4+273. 15) ( 900。在本发明方法的步骤(6)(用一种NH4OH-H2O2溶液处理晶片)中，采用NH4OH-H2O2水溶液，按重量百分比计算，所述NH4OH-H2O2水溶液中，NH4OH, H2O2的浓度通常分别为5-25 % NH4OH 和 3-15 % H2O2,优选为 10-22 % NH4OH 和 5-12 % H2O20 处理过程有利地在10-40°C下进行，优选在15-30°C的温度进行。该处理步骤中的温度可以变化。该步骤的处 理时间通常为2-15秒，优选3-12秒，更优选4-10秒。所述处理包括，但不限于，冲洗或浸入等，优选浸入处理。在本发明的一个特别优选的实施方案中，步骤(6)中氨水的浓度C6、步骤(6)的处理温度T6和处理时间P6满足以下关系50 彡 C6XP6X (T6+273. 15) ( I, 000优选的是，80 彡 C6XP6X (T6+273. 15) ( 800进一步优选的是，100 彡 C6XP6X (T6+273. 15) ( 500上述各式中，浓度单位为重量百分比浓度，处理温度为摄氏度，处理时间为秒。在本发明方法的步骤(6)中，按重量百分比计算，NH4OH与H2O2的比例优选为
O.5-7. 5 1，优选为 1-5 I。在本发明方法的步骤⑶中，可以选择在空气或惰性气氛(氮气等)中干燥晶片，或选择真空干燥，干燥温度优选20-120°C，优选25-90°C ;干燥时间优选1_20分钟。本发明方法优选地适于清洗III-V族化合物半导体晶片，例如直径为2. 50-15. O厘米的晶片，例如直径5. O厘米、7. 5厘米、10. O厘米、12. 5厘米和15. O厘米的III-V族化合物半导体晶片，尤其是磷化铟半导体晶片。所得的πι-v族化合物半导体晶片，每平方厘米晶片表面面积大于O. Ilym2的颗粒< O. 5颗(按统计数除以晶片表面积计)，优选< O. 3颗；晶片表面的金属残留Cu ( IOX 101°原子/cm2且Zn彡IOX 101°原子/cm2，优选金属残留Cu < 7 X 101°原子/cm2且Zn < 8 X 101°原子/cm2，更优选金属残留Cu ( 2 X 101°原子/cm2且Zn < 3 X 101°原子/cm2 ;表面平均白雾值< I. Oppm,优选表面平均白雾值< O. 8ppm,更优选彡O. 7ppm ;其表面微观粗糙度Ra ( O. 5nm(用AFM(原子力显微镜)测试)，优选Ra ( O. 3nm。通常，晶片单面抛光；如果要求两面抛光，则上述参数为两面的平均值。因此，本发明还提供一种III-V族化合物半导体晶片，其特征在于，每平方厘米晶片表面面积大于O. 11 μ m2的颗粒< O. 5颗(按统计数除以晶片表面积计)，优选< O. 3颗；晶片表面的金属残留Cu ( IOX 101°原子/cm2且Zn < IOX 101°原子/cm2，优选金属残留Cu < 7 X 101°原子/cm2且Zn < 8 X 101°原子/cm2，更优选金属残留Cu ( 2 X 101°原子/cm2且Zn < 3 X 101°原子/cm2 ;表面平均白雾值< I. Oppm,优选表面平均白雾值< O. 8ppm,更优选彡O. 7ppm ;其表面微观粗糙度Ra ( O. 5nm(用AFM(原子力显微镜)测试)，优选Ra<0.3nm。通常，晶片单面抛光；如果要求两面抛光，则上述参数为两面的平均值。所述III-V族化合物半导体晶片例如直径为2. 50-15. O厘米的晶片，例如直径5. O厘米、7. 5厘米、10. O厘米、12. 5厘米和15. O厘米的III-V族化合物半导体晶片，尤其是磷化铟半导体
曰
曰曰/T ο在本发明中，如无另外说明，则所有的百分比或份数均按重量计。如无另外说明，则所有浓度均基于所述物质的纯物质计算。实施例仪器和装置湿法清洗台(包含浸泡晶片的槽和水洗槽)；晶片旋转干燥机(美国Semitool公司101型SRD)。晶片质量检测仪器Yamada 强光灯(光强大于 100，OOOLux)；晶片表面分析仪(美国KLA-TENC0R公司6220型)；原子力显微镜(AFM)(美国Digital Instrument 公司 NanoScopeIIIa 型)(垂直分辨率O. 03nm,分析区域5 μ mX 5 μ m)；用TXRF (反射X射线荧光分析仪；TREX 610型，OSAKA JapanTechnos公司)测试晶片表面兀素。实验晶片如无另外说明，则均采用直径5.08厘米(2英寸)的、其中一面经过精细镜面抛光的磷化铟晶片，厚度为350 μ m,抛光面表面微观粗糙度Ra = O. 3nm。所有检测均针对抛光面(对非磷化铟晶片也是如此)。对比例I用以下步骤清洗磷化铟晶片(I)将待洗晶片浸入93重量％的浓硫酸中于65°C处理3秒；(2)将上述晶片取出然后浸入98重量％浓硫酸中于25°C处理3秒；(3)然后于25°C下，将晶片放入冲洗槽中，用电阻率大于17. 5兆欧姆的快速高纯水冲洗晶片表面55秒；(4)将冲洗过的晶片浸入NH4OH-H2O2溶液(H2O2 NH4OH H2O的重量比为1:2:7)中于25°C处理7秒；(5)然后于25°C下，将晶片放入冲洗槽中，用电阻率大于17. 5兆欧姆的高纯水冲洗晶片表面30秒；(6)将冲洗后的晶片放入晶片旋转干燥机中用热氮气(70°C )干燥15分钟。干燥后的晶片用强光灯、KLA-TENC0R 6220、原子力显微镜灯检查表面。用强光灯检查晶片表面，无可见颗粒、但是有白雾。用美国KLA-TENC0R 6220型检查，面积大于O. 11 μ m2的颗粒18颗(O. 89颗/cm2)，白雾值(Haze值)=I. 3ppm。用TXRF测量金属含量，Cu = 20χ10η原子/cm2, Zn = 23χ10η原子/cm2。对比例2用以下步骤清洗磷化铟晶片(I)将待洗晶片浸入90重量％的浓硫酸中于65°C处理3秒；
(2)将上述晶片取出然后浸入95重量％浓硫酸中于25°C处理2秒；(3)然后于25°C下，将晶片放入冲洗槽中，用电阻率大于17. 5兆欧姆的快速高纯水冲洗晶片表面55秒；(4)用4重量％稀硫酸于25 °C处理晶片30秒；(5)于25°C下，将晶片放入冲洗槽中，用电阻率大于17. 5兆欧姆的快速高纯水冲洗晶片表面55秒；(6)将冲洗过的晶片浸入NH4OH-H2O2溶液(H2O2 NH4OH H2O的重量比为1:2:7)中于25°C处理5秒；(7)然后于25°C下，将晶片放入冲洗槽中，用电阻率大于17. 5兆欧姆的高纯水冲洗晶片表面30秒；
(8)将冲洗后的晶片放入晶片旋转干燥机中用热氮气(70°C )干燥15分钟。干燥后的晶片用强光灯、KLA-TENC0R 6220、原子力显微镜灯检查表面。用强光灯检查晶片表面，无可见颗粒、无白雾。用美国KLA-TENC0R 6220型检查，面积大于O. 11 μ m2的颗粒=20颗(=O. 99颗/cm2),白雾值(Haze值)=I. 5ppm。用TXRF测量金属含量，Cu = 21xl010 原子 /cm2, Zn = 23xl010 原子 /cm2。对比例3用以下步骤清洗磷化铟晶片(I)将待洗晶片浸入95重量％的浓硫酸中于65°C处理4秒；(2)将上述晶片取出然后浸入95重量％浓硫酸中于25°C处理10秒；(3)然后于25°C下，将晶片放入冲洗槽中，用电阻率大于17. 5兆欧姆的快速高纯水冲洗晶片表面55秒；(4)将冲洗过的晶片浸入6重量％的硝酸溶液中于25°C处理30秒；(5)然后将晶片放入冲洗槽中，于25°C下，用电阻率大于17. 5兆欧姆的高纯水冲洗晶片表面20秒；(6)将冲洗过的晶片浸入NH4OH-H2O2溶液(H2O2 NH4OH H2O的重量比为1:2:7)中于22°C处理6秒；(7)然后于25°C下，将晶片放入冲洗槽中，用电阻率大于17. 5兆欧姆的高纯水冲洗晶片表面30秒；(8)将冲洗后的晶片放入晶片旋转干燥机中用热氮气(70°C )干燥15分钟。干燥后的晶片用强光灯、KLA-TENC0R 6220型、原子力显微镜灯检查表面。用强光灯检查晶片表面，无可见颗粒、无白雾。用KLA-TENC0R6220型检查，面积大于O. 11 μ HI2的颗粒=22颗(I. 09颗/cm2)，白雾值(Haze值)=I. 2ppm。用TXRF测量金属含量，Cu = 22xl010 原子 /cm2, Zn = 21xl010 原子 /cm2。实施例I用以下步骤清洗直径5. 08厘米(2英寸)的经过精细镜面抛光的砷化镓晶片，厚度为350 μ m,表面微观粗糙度Ra = O. 3nm (I)将待洗晶片浸入92重量％的浓硫酸中于65°C处理4秒；(2)将上述晶片取出然后浸入98重量％浓硫酸中于25°C处理2秒；(3)然后于20°C，将晶片放入冲洗槽中，用电阻率大于17. 5兆欧姆的快速高纯水冲洗晶片表面55秒；(4)将冲洗过的晶片浸入8重量％的柠檬酸溶液中于25°C处理30秒；(5)然后将晶片放入冲洗槽中，于20°C，用电阻率大于17.5兆欧姆的高纯水冲洗晶片表面20秒；(6)将冲洗过的晶片浸入NH4OH-H2O2溶液(H2O2 NH4OH H2O的重量比为1:2:7)中于25°C处理5秒；(7)然后于20°C，将晶片放入冲洗槽中，用电阻率大于17. 5兆欧姆的高纯水冲洗晶片表面30秒；
(8)将冲洗后的晶片放入晶片旋转干燥机中用热氮气(70°C )干燥15分钟。干燥后的晶片用强光灯、KLA-TENC0R 6220型、原子力显微镜灯检查表面。用强光灯检查晶片表面，无可见颗粒、无白雾。用KLA-TENC0R6220型检查，面积大于O. 11 μ m2的颗粒6颗(O. 30颗/cm2)，白雾值(Haze值)=O. 7ppm。用TXRF测量金属含量，Cu = 4xl010 原子 /cm2, Zn = 3xl010 原子 /cm2。实施例2用以下步骤清洗磷化铟晶片(I)将待洗晶片浸入68重量％的浓硝酸中于51°C处理7秒；(2)将上述晶片取出然后浸入68重量％浓硝酸中于23°C处理4秒；(3)然后于25°C下，将晶片放入冲洗槽中，用电阻率大于17. 5兆欧姆的快速高纯水冲洗晶片表面55秒；(4)将冲洗过的晶片浸入3重量％的庚二酸溶液中于20°C处理30秒；(5)然后将晶片放入冲洗槽中，于25°C下，用电阻率大于17. 5兆欧姆的高纯水冲洗晶片表面20秒；(6)将冲洗过的晶片浸入NH4OH-H2O2溶液(H2O2 NH4OH H2O的重量比为1:1:8)中于20°C处理6秒；(7)然后于25°C下，将晶片放入冲洗槽中，用电阻率大于17. 5兆欧姆的高纯水冲洗晶片表面30秒；(8)将冲洗后的晶片放入晶片旋转干燥机中用热氮气(70°C )干燥15分钟。干燥后的晶片用强光灯、KLA-TENC0R 6220型、原子力显微镜灯检查表面。用强光灯检查晶片表面，无可见颗粒、无白雾。用KLA-TENC0R6220型检查，面积大于O. 11 μ HI2的颗粒8颗(O. 39颗/cm2)，白雾值(Haze值)=O. 75ppm。用TXRF测量金属含量，Cu = 4xl010 原子 /cm2, Zn = 4xl010 原子 /cm2。实施例3用以下步骤清洗磷化铟晶片(I)将待洗晶片浸入90重量％的浓硫酸中于70°C处理7秒；(2)将上述晶片取出然后浸入93重量％浓硫酸中于22°C处理6秒；(3)然后于25°C下，将晶片放入冲洗槽中，用电阻率大于17. 5兆欧姆的快速高纯水冲洗晶片表面55秒；(4)将冲洗过的晶片浸入3重量％的柠檬酸溶液中于22°C处理30秒；(5)然后将晶片放入冲洗槽中，于25°C下，用电阻率大于17. 5兆欧姆的高纯水冲洗晶片表面20秒；(6)将冲洗过的晶片浸入NH4OH-H2O2溶液(H2O2 NH4OH H2O的重量比为
O.7 I. 8 7. 5)中于 30°C处理 8 秒；(7)然后于25°C下，将晶片放入冲洗槽中，用电阻率大于17. 5兆欧姆的高纯水冲洗晶片表面30秒；(8)将冲洗后的晶片放入晶片旋转干燥机中用热氮气(70°C )干燥15分钟。干燥后的晶片用强光灯、KLA-TENC0R 6220型、原子力显微镜灯检查表面。用强光灯检查晶片表面，无可见颗粒、无白雾。用KLA-TENC0R6220型检查，面积大于O. 11 μ HI2的颗粒10颗(O. 49颗/cm2)，白雾值(Haze值)=O. 85ppm。用TXRF测量金属含量，Cu = 7xl010 原子 /cm2, Zn = 8xl010 原子 /cm2。 实施例4用以下步骤清洗磷化铟晶片(I)将待洗晶片浸入92重量％的浓硫酸中于65°C处理4秒；(2)将上述晶片取出然后浸入95重量％浓硫酸中于15°C处理4秒；(3)然后于25°C下，将晶片放入冲洗槽中，用电阻率大于17. 5兆欧姆的快速高纯水冲洗晶片表面55秒；(4)将冲洗过的晶片浸入3重量％的戊二酸溶液中于25°C处理30秒；(5)然后将晶片放入冲洗槽中，于25°C下，用电阻率大于17. 5兆欧姆的高纯水冲洗晶片表面20秒；(6)将冲洗过的晶片浸入NH4OH-H2O2溶液(H2O2 NH4OH H2O的重量比为1:1:8)中于18°C处理5秒；(7)然后于25°C下，将晶片放入冲洗槽中，用电阻率大于17. 5兆欧姆的高纯水冲洗晶片表面30秒；(8)将冲洗后的晶片放入晶片旋转干燥机中用热氮气(70°C )干燥15分钟。干燥后的晶片用强光灯、KLA-TENC0R 6220型、原子力显微镜灯检查表面。用强光灯检查晶片表面，无可见颗粒、无白雾。用KLA-TENC0R6220型检查，面积大于O. 11 μ HI2的颗粒6颗(O. 30颗/cm2)，白雾值(Haze值)=O. 70ppm。用TXRF测量金属含量，Cu = 2xl010 原子 /cm2, Zn = 3xl010 原子 /cm2。实施例5用以下步骤清洗磷化铟晶片(I)将待洗晶片浸入70重量％的浓硫酸中于62°C处理13秒；(2)将上述晶片取出然后浸入70重量％浓硫酸中于30°C处理10秒；(3)然后于25°C下，将晶片放入冲洗槽中，用电阻率大于17. 5兆欧姆的快速高纯水冲洗晶片表面55秒；(4)将冲洗过的晶片浸入5重量％的己二酸溶液中于25°C处理20秒；(5)然后将晶片放入冲洗槽中，于25°C下，用电阻率大于17. 5兆欧姆的高纯水冲洗晶片表面20秒；(6)将冲洗过的晶片浸入NH4OH-H2O2溶液(H2O2 NH4OH H2O的重量比为I I. 5 7. 5)中于 15°C处理 15 秒；
(7)然后于25°C下，将晶片放入冲洗槽中，用电阻率大于17. 5兆欧姆的高纯水冲洗晶片表面30秒；(8)将冲洗后的晶片放入晶片旋转干燥机中用热氮气(70°C )干燥15分钟。干燥后的晶片用强光灯、KLA-TENC0R 6220型、原子力显微镜灯检查表面。用强光灯检查晶片表面，无可见颗粒、无白雾。用KLA-TENC0R6220型检查，面积大于O. 11 μ HI2的颗粒10颗(O. 49颗/cm2)，白雾值(Haze值)=O. 97ppm。用TXRF测量金属含量，Cu = 7xl010 原子 /cm2, Zn = 9xl010 原子 /cm2。上述实施例为本发明优选的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何不背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。·
权利要求
1.一种清洗III-V族化合物半导体晶片的方法，包括以下步骤 (1)用一种浓酸于不低于50°c处理晶片； (2)用一种浓酸于不高于30°C处理晶片； (3)用高纯水洗涤晶片； (4)用一种有机酸溶液处理晶片； (5)用高纯水洗涤晶片； (6)用一种NH4OH-H2O2溶液处理晶片； (7)用高纯水洗涤晶片；以及 (8)干燥所得晶片。
2.根据权利要求I的方法，其特征在于，第(I)步使用的晶片是已经完成机械化学抛光和化学精细抛光的晶片，其表面微观粗糙度Ra ( O. 5nm。
3.根据权利要求I的方法，其特征在于，步骤(1)-(2)使用的所述浓酸为无机酸，其浓度为其相应温度时的饱和浓度的60%以上。
4.根据权利要求I的方法，其特征在于，步骤(I)的酸的浓度C1、处理温度T1和处理时间P1与步骤⑵的酸的浓度C2、处理温度T2和处理时间P2之间满足以下关系C2XP2X (T2+273. 15)彡 C1XP1X (1\+273· 15)彡 3XC2XP2X (V273. 15)， 以上各式中，浓度单位为重量百分比浓度，处理温度为摄氏度，处理时间为秒。
5.根据权利要求I的方法，其特征在于，步骤(4)所用的有机酸为有机多元酸。
6.根据权利要求I的方法，其特征在于，步骤(I)的酸的浓度C1、处理温度T1和处理时间P1与步骤⑵的酸的浓度C2、处理温度T2和处理时间P2以及与步骤⑷中酸的浓度C4、步骤(4)的处理温度T4和处理时间P4满足以下关系1/10 [C2 XP2X (T2+273. IS^C1XP1X (1\+273· 15)]彡 C4XP4X (T4+273. 15) (1/2 [C2 X P2 X (T2+273. 15)+C1X P1X (1\+273· 15)]， 以上各式中，浓度单位为重量百分比浓度，处理温度为摄氏度，处理时间为秒。
7.根据权利要求I的方法，其特征在于，步骤(6)中氨水的浓度C6、处理温度T6和处理时间P6满足以下关系50 彡 C6XP6X (T6+273. 15) ( I, 000 上式中，浓度单位为重量百分比浓度，处理温度为摄氏度，处理时间为秒。
8.根据权利要求I的方法，其特征在于，所述洗III-V族化合物半导体晶片是磷化铟半导体晶片。
9.一种III-V族化合物半导体晶片，其特征在于，每平方厘米晶片表面面积中大于O.Ilym2的颗粒彡O. 5颗，晶片表面的金属残留Cu ( IOX 101°原子/cm2且Zn彡IOX 101°原子/cm2,表面平均白雾值;^ I. Oppm。
10.根据权利要求9的III-V族化合物半导体晶片，其特征在于，所述III-V族化合物半导体晶片为磷化铟晶片。
全文摘要
本发明提供一种清洗III-V族化合物半导体晶片的方法，包括以下步骤(1)用一种浓酸于不低于50℃处理晶片；(2)用一种浓酸于不高于30℃处理晶片；(3)用高纯水洗涤晶片；(4)用一种有机酸溶液处理晶片；(5)用高纯水洗涤晶片；(6)用一种NH4OH-H2O2溶液处理晶片；(7)用高纯水洗涤晶片；以及(8)干燥所得晶片。还提供一种III-V族化合物半导体晶片，其特征在于，每平方厘米晶片表面面积中大于0.11μm2的颗粒≤0.5颗，晶片表面的金属残留Cu≤10×1010原子/cm2且Zn≤10×1010原子/cm2，表面平均白雾值≤1.0ppm。
文档编号H01L21/02GK102789964SQ20111012599
公开日2012年11月21日 申请日期2011年5月16日 优先权日2011年5月16日
发明者刘文森, 徐卫, 李海淼, 王冰 申请人:北京通美晶体技术有限公司