专利名称：磷化铟晶片及其表面清洗方法
技术领域：
本发明涉及一种磷化铟晶片及其表面清洗方法。
背景技术：
磷化铟αηΡ)晶片是重要的化合物半导体材料，与砷化镓(GaAs)相比，其优越性主要在于高的饱和电场飘移速度、导热性好以及较强的抗辐射能力等。在当前迅速发展的光纤通讯领域，磷化铟晶片是首选的衬底材料。随着磷化铟晶片的广泛应用，人们对晶片的表面质量也提出了更高的要求。硅 (Si)和砷化镓晶片的清洗方法已经得到了较好解决，如中国专利CN101661869中所述。然而，由于磷化铟特殊的物理化学特性，同样的方法往往不能令人满意地应用于磷化铟的清洗。磷化铟属于二元化合物，不同晶向的化学特性有很大差异。例如(Ill)B和(311)Β等特殊晶向角度晶片与一般晶向(110)、(100)等相比，表面富含磷元素，磷/铟比大于1。由于表面配比的差异，采用常规表面清洗方法对其清洗会造成腐蚀加剧，导致清洗后的表面粗糙不均勻，且氧化层厚。在强光灯下检测，可见表面不均勻地出现“白雾”，无法满足“开盒即用”的外延生长需要。此外，现有技术中的方法还很难较好地同时去除上述磷化铟晶片表面的颗粒和金属残留物。
发明内容
为解决现有技术中存在的一种或多种上述问题而作出本发明。本发明提供一种清洗磷化铟晶片的方法，该方法包括以下步骤(1)在-10至25°C用一种含有H2A的氨水溶液处理晶片；(2)用去离子水洗涤晶片；(3)在-10至55°C用一种浓酸处理晶片；(4)用去离子水洗涤晶片；(3)在-10至35°C用一种有机酸溶液处理晶片；(5)用去离子水洗涤晶片；以及(6)干燥所得晶片。出乎意料地，本发明的方法不但能够有效地减少磷化铟晶片、特别是磷化铟特殊晶向角度晶片表面的颗粒和金属残留，而且还能提高其表面的腐蚀均勻性并降低白雾值。 由此获得的磷化铟晶片能很好地满足“开盒即用”的外延生长要求。因此，本发明还提供一种磷化铟晶片，特别是磷化铟特殊晶向角度晶片，其每平方厘米晶片表面截面积中大于0. 11 μ m2的颗粒< 3. 3颗/cm2晶片表面(按晶片表面截面积中颗粒数的平均值计)，晶片表面的金属残留Cu ( IOX 101°原子/cm2且Si彡IOX 101°原子/cm2，表面平均白雾值< l.Oppm。
具体实施例方式本发明提供一种清洗磷化铟晶片的方法，包括以下步骤(1)在-10至25°C用一种含有H2A的氨水溶液处理晶片；(2)用去离子水洗涤晶片；(3)在-10至55°C用一种浓酸处理晶片；(4)用去离子水洗涤晶片；(5)在-10至35°C用一种有机酸溶液处理晶片；(6)用去离子水洗涤晶片；以及(7)干燥所得晶片。出乎意料地，本发明的方法不但能有效地清洗磷化铟晶片表面，减少晶片表面颗粒并降低金属、特别是铜和锌的残留量，而且还能保证腐蚀的均勻性，使白雾值更低。因此， 使用本发明方法获得的晶片能够很好地满足“开盒即用”的外延生长要求。在本发明中，所述磷化铟晶片优选为一种磷化铟特殊晶向角度晶片。就本发明而言，磷化铟特殊晶向角度晶片是指除磷化铟(100)和(110)之外的所有角度的磷化铟晶片， 优选磷化铟(Ill)B或磷化铟(311)B晶向角度晶片。在本发明方法中，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 < 0. 5nm (用AFM (原子力显微镜)测试)，优选 Ra ( 0. 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(1)(在-10至25°C用一种含有H2A的氨水溶液处理晶片) 中，所述含有H2A的氨水溶液是指NH3、H2O2和水的混合物。以所述含有H2A的氨水溶液的总重量为基准，NH3的浓度通常为2-25重量％，优选4-20重量％，更优选5_15重量％ ；H2O2 的浓度通常为0. 5-15重量％，优选1-10重量％，更优选2-6重量％。处理过程有利地在 230C以下进行，优选在-5至20°C的温度进行，更优选在0-15°C的温度进行。该步骤的处理时间通常为5-300秒，优选30-240秒，更优选60-120秒。所述处理包括，但不限于，冲洗或浸入处理，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(1)中氨水的浓度(即NH3的浓度) C1、步骤(1)的处理温度T1和处理时间P1满足以下关系30 彡 C1XP1X (Ti+273. 15)/1000 ( 1，100优选的是， 50 彡 C1X P1X (Ti+273. 15)/1000 ( 500进一步优选的是，80 彡 C1X P1X (Ti+273. 15)/1000 ( 200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。在本发明中，所使用的术语“去离子水”具有本领域中公知的含义。通常，其是指在25°C的电阻率优选不低于15兆欧·厘米(1.5 X IO7 Ω · cm)，更优选不低于17兆欧·厘米的水。在本发明方法的步骤O)、(4)和(6)中(用去离子水洗涤晶片)，各步骤优选在较低温度进行，例如优选0-30°C，更优选5-25°C，最优选在8-20°C。洗涤时间通常为5-100秒，优选20-80秒，更优选40-60秒。在本发明方法的步骤(3)(在-10至55°C用一种浓酸处理晶片)中，优选地，所述浓酸为无机酸，优选无机强酸，包括，但不限于，硫酸、盐酸、磷酸和硝酸等，优选硫酸或硝酸。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，均采用其在操作温度下的浓酸，例如当其浓度C3为相应温度下的饱和浓度的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％，更优选85-95重量％。处理温度T3优选为15_50°C，更优选25-45°C， 最优选35-40°C。该步骤的处理时间P3通常为1-20秒，优选为2-15秒，更优选为3_10秒。 所述处理包括，但不限于，冲洗或浸入处理，优选浸入处理。在处理过程中，优选采用兆声波或超声波辅助处理。优选的是，步骤(3)的酸的浓度C3、处理温度T3和处理时间P3满足以下关系30 彡 C3XP3X (Ts+273. 15)/1000 ( 1，000 ；再进一步优选80 彡 C3XP3X (Ts+273. 15)/1000 彡 500 ；更进一步优选100 彡 C3XP3X (Ts+273. 15)/1000 彡 300。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。在一个优选的实施方案中，本发明的方法在步骤C3)之后、步骤(4)之前，还包括一个步骤(3A)在-10至30°C用一种浓酸处理晶片。在本发明方法的步骤(3A)(在-10至30°C用一种浓酸处理晶片)中，优选地，所述浓酸为无机酸，优选无机强酸，包括，但不限于，硫酸、盐酸、磷酸和硝酸等，优选硫酸或硝酸。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，均采用其在操作温度下的浓酸，例如当其浓度C3a为相应温度下的饱和浓度的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T3a优选为5-30°C，更优选10- °C，最优选20-25°C。 该步骤的处理时间P3a通常为0. 5-15秒，优选1-10秒，更优选2-6秒。所述处理包括，但不限于，冲洗或浸入处理，优选浸入处理。在处理过程中，优选采用兆声波或超声波辅助处理。优选的是，步骤(3A)的酸的浓度C3a、处理温度T3a和处理时间P3a之间满足以下关系10 ( C3aXP3aX (T3A+273. 15)/1000 ( 400 ；再进一步优选30 彡 C3aXP3aX (T3A+273. 15)/1000 彡 200 ；更进一步优选40 ( C3aXP3aX (T3A+273. 15)/1000 ( 120。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。优选地，步骤(3)的处理温度高于步骤(3A)的处理温度。另外，步骤(3)和(3A) 可优选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，例如在完成步骤C3)之后，迅速降温至步骤(3A)的处理温度继续处理；在这种实施方案中，C3a 为步骤(3A)开始时的浓度。如果步骤(3A)所用的酸与步骤(3)所用的酸不同，则在步骤(3)之后，优选地，晶片用去离子水洗涤5-30秒之后再进行步骤(3A)。在本发明的一个特别优选的实施方案中，步骤(3)的酸的浓度C3、处理温度T3和处理时间P3与步骤(3A)的酸的浓度C3a、处理温度T3a和处理时间P3a之间满足以下关系2 X C3A X P3A X (T3A+273. 15)彡 C3XP3X (Ts+273. 15)彡 3 X C3A X P3A X (T3A+273. 15)，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。在本发明方法的步骤(5)(在-10至35°C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，优选C3-C12的有机二元酸或三元酸，更优选C3-Cltl的有机二元酸或三元酸。所述酸包括，但不限于，柠檬酸、酒石酸、马来酸、富马酸、苹果酸、葡萄糖酸和葡庚糖酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、壬二酸、癸二酸等，最优选柠檬酸。所述有机酸的浓度C6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T5通常为5-30°C，优选1548°C，更优选20-25°C。该步骤的处理时间 P5通常为15-50秒，优选20-40秒，更优选25-30秒。所述处理包括，但不限于，冲洗或浸入处理，优选浸入处理。进一步优选的是，步骤(5)中酸的浓度C5、处理温度T5和处理时间P6满足以下关系5 ( C5XP5X (T5+273. 15)/1000 ( 150。更进一步优选的是，10 彡 C5XP5X (T5+273. 15)/1000 彡 60。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。在本发明一个特别优选的实施方案中，步骤(3)、步骤(3A)中酸的浓度、处理温度、处理时间与步骤(5)中酸的浓度C5、处理温度T5和处理时间P5满足以下关系1/12 [C3XP3X (Ts+273. 15)+C3aXP3aX (T3A+273. 15)]彡 C5XP5X (T5+273. 15)( 1/4[C3XP3X (Ts+273. 15)+C3AXP3AX (T3A+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。在本发明方法的步骤(7)中，可以选择例如在空气、氮气或其它惰性气体(例如氩气等)中干燥晶片，或选择真空干燥，干燥温度优选20-120°C，优选40-90°C，更优选 50-700C ；干燥时间优选0. 5-20分钟，更优选1-10分钟。本发明方法适于清洗磷化铟晶片，优选特殊角度的磷化铟晶片，更优选磷化铟 (Ill)B或磷化铟(311)B晶向角度晶片。所述晶片的直径为例如2. 50-15.0厘米，如5.0厘米、7. 5厘米、10. 0厘米、12. 5厘米或15. 0厘米(晶片加工允许有例如士0. 05厘米尺寸公差)。所得的磷化铟晶片，每平方厘米晶片表面截面积中大于0. 11 μ m2的颗粒< 3. 3颗/cm2 晶片表面，优选彡2. 2颗/cm2晶片表面；晶片表面的金属残留Cu ^ IOX 101°原子/cm2，优选Cu彡5 X 101°原子/cm2，更优选Cu ( 2 X 101°原子/cm2，最优选金属残留Cu彡1 X 101°原子/cm2，并且晶片表面的金属残留Si彡10 X 101°原子/cm2，优选Si彡6 X 101°原子/cm2，更优选Si彡3X IOltl原子/cm2，最优选Si彡IX IOltl原子/cm2 ；表面平均白雾值彡l.Oppm，优选表面平均白雾值彡0. 8ppm,更优选彡0. 5ppm ；其表面微观粗糙度Ra彡0. 5nm (用AFM (原子力显微镜)测试)，优选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，本发明还提供一种磷化铟晶片，特别是特殊角度磷化铟晶片，优选磷化铟 (Ill)B或磷化铟(311)B晶向角度晶片，其每平方厘米晶片表面截面积中大于0. Ilym2 的颗粒< 3. 3颗/cm2晶片表面，优选< 2. 2颗/cm2晶片表面；晶片表面的金属残留 Cu ( IOX IOltl 原子/cm2 且 Si ( 10X IOltl 原子/cm2，优选金属残留 Cu ( 5X101。原子 / cm2 且 Si ( 6X IOltl 原子/cm2，更优选金属残留 Cu ( 2X IOltl 原子/cm2 且 Si ( 3X 101° 原子/cm2，最优选金属残留Cu < 1 X 101°原子/cm2且Si < 1 X 101°原子/cm2 ；表面平均白雾值彡1. Oppm,优选表面平均白雾值彡0. 8ppm,更优选彡0. 5ppm ；其表面微观粗糙度 Ra ( 0. 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。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。如无另外说明，温度均为室温，压力均为大气压。在本发明的上下文中，一般定义和各级优选定义之间可以相互组合，形成新的技术方案，也视为被本说明书所公开。
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以及排水和排风系统)；晶片旋转干燥机(美国kmitool公司101型SRD，转速可调)。晶片质量检测仪器Yamada 强光灯(光强大于 500，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0. 03nm,分析区域5 μ mX 5 μ m)；用反射X射线荧光分析仪(TREX 610型，OSAKA Japan Technos公司)测试晶片表面元素。实验晶片如无另外说明，则均采用直径5.08厘米O英寸)的、其中一面经过粗抛光和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 = 0. 3nm。所有检测均针对抛光面进行。实施例1用以下步骤清洗磷化铟晶片，所述晶片为磷化铟(311)B晶向角度晶片(1)将1片待洗晶片浸入含有H2O2的氨水溶液中，在约20°C处理60秒，所述溶液中氨水的浓度为5重量％，H2A的浓度为2重量％ ；(2)将上述晶片取出，放入冲洗槽，在约16°C用电阻率大于17兆欧·厘米的去离子水冲洗60秒；(3)将冲洗后的晶片浸入90重量％的浓硫酸中，在约40°C处理5秒；(4)将上述晶片取出，放入冲洗槽，在约16°C用电阻率大于17兆欧·厘米的去离子水冲洗60秒；
(5)将冲洗后的晶片浸入2重量％柠檬酸中在约25°C处理30秒；(6)将上述晶片取出，放入冲洗槽，在约16°C用电阻率大于17兆欧·厘米的去离子水冲洗60秒；(7)将冲洗后的晶片取出，放入晶片旋转干燥机中用热氮气(70°C )干燥1分钟。干燥后的晶片用强光灯、晶片表面分析仪、原子力显微镜和反射X射线荧光分析仪检测晶片表面。由强光灯检测得知，晶片表面无可见颗粒，无白雾。由晶片表面分析仪检测得知，晶片表面截面积中大于0. 11 μ m2的颗粒为1. 50颗/cm2晶片表面，白雾值(Haze值)=0. 29ppm。 由反射X射线荧光分析仪检测金属含量得知，晶片表面的Cu = 0. 62X 101°原子/cm2，Zn = 1.03X 101° 原子/cm2。实施例2用以下步骤清洗磷化铟晶片，所述晶片为磷化铟(311)B晶向角度晶片(1)将1片待洗晶片浸入含有H2O2的氨水溶液中，在约20°C处理60秒，所述溶液中氨水的浓度为5重量％，H2A的浓度为2重量％ ；(2)将上述晶片取出，放入冲洗槽，在约16°C用电阻率大于17兆欧·厘米的去离子水冲洗60秒；(3)将冲洗后的晶片浸入90重量％的浓硫酸中，在约40°C处理5秒；(3A)将上述晶片取出，浸入90重量％的浓硫酸中，在约25°C处理2秒；(4)将上述晶片取出，放入冲洗槽，在约16°C用电阻率大于17兆欧·厘米的去离子水冲洗60秒；(5)将冲洗后的晶片浸入2重量％柠檬酸中在约25°C处理30秒；(6)将上述晶片取出，放入冲洗槽，在约16°C用电阻率大于17兆欧·厘米的去离子水冲洗60秒；(7)将冲洗后的晶片取出，放入晶片旋转干燥机中用热氮气(70°C )干燥1分钟。干燥后的晶片用强光灯、晶片表面分析仪、原子力显微镜和反射X射线荧光分析仪检测晶片表面。由强光灯检测得知，晶片表面无可见颗粒，无白雾。由晶片表面分析仪检测得知， 晶片表面截面积中大于0. 11 μ m2的颗粒为1. 42颗/cm2晶片表面，白雾值(Haze值)= 0. 21ppm。由反射X射线荧光分析仪检测金属含量得知，晶片表面的Cu = 0. 5X IO10原子/ cm2, Zn = 0.8X 101° 原子/cm2。实施例3用以下步骤清洗磷化铟晶片，所述晶片为磷化铟(Ill)B晶向角度晶片(1)将1片待洗晶片浸入含有H2O2的氨水溶液中，在约20°C处理60秒，所述溶液中氨水的浓度为5重量％，H2A的浓度为2重量％ ；(2)将上述晶片取出，放入冲洗槽，在约16°C用电阻率大于17兆欧·厘米的去离子水冲洗60秒；(3)将冲洗后的晶片浸入90重量％的浓硫酸中，在约40°C处理5秒；(3A)将上述晶片取出，浸入90重量％的浓硫酸中，在约25°C处理2秒；(4)将上述晶片取出，放入冲洗槽，在约16°C用电阻率大于17兆欧·厘米的去离子水冲洗60秒；(5)将冲洗后的晶片浸入2重量％柠檬酸中在约25°C处理30秒；(6)将上述晶片取出，放入冲洗槽，在约16°C用电阻率大于17兆欧·厘米的去离子水冲洗60秒；(7)将冲洗后的晶片取出，放入晶片旋转干燥机中用热氮气(70°C )干燥1分钟。干燥后的晶片用强光灯、晶片表面分析仪、原子力显微镜和反射X射线荧光分析仪检测晶片表面。由强光灯检测得知，晶片表面无可见颗粒，无白雾。由晶片表面分析仪检测得知， 晶片表面截面积中大于0. 11 μ m2的颗粒为1. 36颗/cm2晶片表面，白雾值(Haze值)= 0. 22ppm。由反射X射线荧光分析仪检测金属含量得知，晶片表面的Cu = 0. 4X1010原子/ cm2, Zn = 0. 7X 101° 原子 /cm2。实施例4用以下步骤清洗磷化铟晶片，所述晶片为磷化铟(100)常规晶向角度晶片(1)将1片待洗晶片浸入含有H2O2的氨水溶液中，在约20°C处理60秒，所述溶液中氨水的浓度为5重量％，H2A的浓度为2重量％ ；(2)将上述晶片取出，放入冲洗槽，在约16°C用电阻率大于17兆欧·厘米的去离子水冲洗60秒；(3)将冲洗后的晶片浸入90重量％的浓硫酸中，在约40°C处理5秒；(3A)将上述晶片取出，浸入90重量％的浓硫酸中，在约25°C处理2秒；(4)将上述晶片取出，放入冲洗槽，在约16°C用电阻率大于17兆欧·厘米的去离子水冲洗60秒；(5)将冲洗后的晶片浸入2重量％柠檬酸中在约25°C处理30秒；(6)将上述晶片取出，放入冲洗槽，在约16°C用电阻率大于17兆欧·厘米的去离子水冲洗60秒；(7)将冲洗后的晶片取出，放入晶片旋转干燥机中用热氮气(70°C )干燥2分钟。干燥后的晶片用强光灯、晶片表面分析仪、原子力显微镜和反射X射线荧光分析仪检测晶片表面。由强光灯检测得知，晶片表面无可见颗粒，无白雾。由晶片表面分析仪检测得知， 晶片表面截面积中大于0. Ilym2的颗粒为1.06颗/cm2晶片表面，白雾值(Haze值)= 0. ISppm0由反射X射线荧光分析仪检测金属含量得知，晶片表面的Cu = 0. 2X IO10原子/ cm2, Zn = 0. 4X 101° 原子 /cm2。实施例5用以下步骤清洗磷化铟晶片，所述晶片为磷化铟(311)B晶向角度晶片(1)将1片待洗晶片浸入含有H2O2的氨水溶液中，在约8°C处理25秒，所述溶液中氨水的浓度为15重量％，H2A的浓度为1重量％ ；(2)将上述晶片取出，放入冲洗槽，在约20°C用电阻率大于17兆欧·厘米的去离子水冲洗75秒；(3)将冲洗后的晶片浸入98重量％的浓硫酸中，在约30°C处理10秒；(3A)将上述晶片取出，浸入98重量％的浓硫酸中，在约22°C处理4秒；
(4)将上述晶片取出，放入冲洗槽，在约20°C用电阻率大于17兆欧·厘米的去离子水冲洗75秒；(5)将冲洗后的晶片浸入6重量％柠檬酸中在约20°C处理40秒；(6)将上述晶片取出，放入冲洗槽，在约20°C用电阻率大于17兆欧·厘米的去离子水冲洗75秒；(7)将冲洗后的晶片取出，放入晶片旋转干燥机中用热氮气(70°C )干燥0.5分钟。干燥后的晶片用强光灯、晶片表面分析仪、原子力显微镜和反射X射线荧光分析仪检测晶片表面。由强光灯检测得知，晶片表面无可见颗粒，无白雾。由晶片表面分析仪检测得知， 晶片表面截面积中大于0. 11 μ m2的颗粒为1. 56颗/cm2晶片表面，白雾值(Haze值)= 0. 38ppm。由反射X射线荧光分析仪检测金属含量得知，晶片表面的Cu = 2. OX 101°原子/ cm2, Zn = 3. 5X 101° 原子 /cm2。实施例6用以下步骤清洗磷化铟晶片，所述晶片为磷化铟(311)B晶向角度晶片(1)将1片待洗晶片浸入含有H2O2的氨水溶液中，在约3°C处理100秒，所述溶液中氨水的浓度为3重量％，H2A的浓度为6重量％ ；(2)将上述晶片取出，放入冲洗槽，在约25°C用电阻率大于17兆欧·厘米的去离子水冲洗30秒；(3)将冲洗后的晶片浸入65重量％的浓硝酸中，在约50°C处理15秒；(3A)将上述晶片取出，浸入65重量％的浓硝酸中，在约20°C处理6秒；(4)将上述晶片取出，放入冲洗槽，在约25°C用电阻率大于17兆欧·厘米的去离子水冲洗30秒；(5)将冲洗后的晶片浸入8重量％苹果酸中在约15°C处理20秒；(6)将上述晶片取出，放入冲洗槽，在约25°C用电阻率大于17兆欧·厘米的去离子水冲洗30秒；(7)将冲洗后的晶片取出，放入晶片旋转干燥机中用热氮气(70°C)干燥10分钟。干燥后的晶片用强光灯、晶片表面分析仪、原子力显微镜和反射X射线荧光分析仪检测晶片表面。由强光灯检测得知，晶片表面无可见颗粒，无白雾。由晶片表面分析仪检测得知， 晶片表面截面积中大于0. 11 μ m2的颗粒为2. 2颗/cm2晶片表面，白雾值(Haze值)= 0. 53ppm。由反射X射线荧光分析仪检测金属含量得知，晶片表面的Cu = 5. 5X IO10原子/ cm2, Zn = 4. 2X 101° 原子 /cm2。实施例7用以下步骤清洗磷化铟晶片，所述晶片为磷化铟(Ill)B晶向角度晶片(1)将1片待洗晶片浸入含有H2O2的氨水溶液中，在约_3°C处理200秒，所述溶液中氨水的浓度为20重量％，H2A的浓度为10重量％ ；(2)将上述晶片取出，放入冲洗槽，在约30°C用电阻率大于17兆欧·厘米的去离子水冲洗10秒；
(3)将冲洗后的晶片浸入36重量％的浓盐酸中，在约_5°C处理3秒；(3A)将上述晶片取出，浸入30重量％的浓盐酸中，在约-10°C处理10秒；(4)将上述晶片取出，放入冲洗槽，在约30°C用电阻率大于17兆欧·厘米的去离子水冲洗10秒；(5)将冲洗后的晶片浸入10重量％柠檬酸中在约30°C处理17秒；(6)将上述晶片取出，放入冲洗槽，在约30°C用电阻率大于17兆欧·厘米的去离子水冲洗10秒；(7)将冲洗后的晶片取出，放入晶片旋转干燥机中用热氮气(70°C )干燥1分钟。干燥后的晶片用强光灯、晶片表面分析仪、原子力显微镜和反射X射线荧光分析仪检测晶片表面。由强光灯检测得知，晶片表面无可见颗粒，无白雾。由晶片表面分析仪检测得知， 晶片表面截面积中大于0. 11 μ m2的颗粒为2. 8颗/cm2晶片表面，白雾值(Haze值)= 0. 86ppm。由反射X射线荧光分析仪检测金属含量得知，晶片表面的Cu = 7. 8X IO10原子/ cm2, Zn = 6. 3X 101° 原子 /cm2。对比例1用以下步骤清洗磷化铟晶片，所述晶片为磷化铟(311)B晶向角度晶片(1)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. 5兆欧姆的去离子水冲洗晶片表面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17.5兆欧姆的去离子水冲洗晶片表面20秒；(6)将冲洗过的晶片浸入NH4OH-H2A溶液( 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. 5兆欧姆的去离子水冲洗晶片表面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、晶片表面分析仪、原子力显微镜和反射X射线荧光分析仪检测晶片表面。由强光灯检测得知，晶片表面无可见颗粒，无白雾。由晶片表面分析仪检测得知，晶片表面截面积中大于0. 11 μ m2的颗粒为3. 55颗/cm2晶片表面，白雾值(Haze值)=1. 30ppm。 由反射X射线荧光分析仪检测金属含量得知，晶片表面的Cu = 11. 5X 101°原子/cm2，Zn = 14. 2X 101° 原子/cm2。对比例2用以下步骤清洗磷化铟晶片，所述晶片为磷化铟(Ill)B晶向角度晶片(1)将1片待洗晶片放入兆声波清洗机(H63-132/ZM，购自北京七星华创电子有限公司)中的盛有兆声波清洗液(用于半导体生产工艺中松香和石蜡的清DZ-4B系列)的清洗槽中，清洗6-15分钟；
(2)将晶片取出浸入去离子水中冲洗4-10分钟；(3)将上述晶片取出，浸入70-100°C的热浓硫酸(98重量％ )中清洗30_40秒；(4)将晶片取出，浸入25°C的浓硫酸(98重量％ )中清洗5_10秒；(5)用去离子水冲洗晶片1-5分钟；(6)将冲洗后的晶片取出，浸入NH4OH-H2A的水溶液中在0_5°C清洗3_10秒，所述水溶液中的NH4OH H2O2 H2O的体积比为1-5 1-5 6-12 ；(7)将晶片取出，用去离子水冲洗1-5分钟；(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、晶片表面分析仪、原子力显微镜和反射X射线荧光分析仪检测晶片表面。由强光灯检测得知，晶片表面无可见颗粒，无白雾。由晶片表面分析仪检测得知，晶片表面截面积中大于0. 11 μ m2的颗粒为15. 6颗/cm2晶片表面，白雾值(Haze值)=4. 80ppm。 由反射X射线荧光分析仪检测金属含量得知，晶片表面的Cu = 10. 2X 101°原子/cm2，Zn = 17. 8X IO1 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
1.一种清洗磷化铟晶片的方法，包括以下步骤(1)在-10至25°C用一种含有H2A的氨水溶液处理晶片；(2)用去离子水洗涤晶片；(3)在-10至55°C用一种浓酸处理晶片；(4)用去离子水洗涤晶片；(5)在-10至35°C用一种有机酸溶液处理晶片；(6)用去离子水洗涤晶片；以及(7)干燥所得晶片。
2.权利要求1的方法，其中步骤(1)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，其抛光面表面微观粗糙度Ra ( 0. 5nm。
3.权利要求1的方法，其中步骤(1)中氨水的浓度C1、处理温度T1和处理时间P1满足以下关系30 ( C1XP1X (Ti+273. 15)/1000 ( 1，100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。
4.权利要求1的方法，其中在步骤C3)之后、步骤(4)之前，还包括一个步骤(3A) 在-10至30°C用一种浓酸处理晶片。
5.权利要求1的方法，其中步骤C3)和(3A)使用的所述浓酸为无机酸，其浓度为其操作温度的饱和浓度的60%以上。
6.权利要求4的方法，其中步骤(3)的酸的浓度C3、处理温度T3和处理时间P3与步骤 (3A)的酸的浓度C3a、处理温度T3a和处理时间P3a之间满足以下关系2XC3AXP3AX (T3A+273. 15)彡 C3XP3X (Ts+273. 15)彡 3 X C3A X P3A X (T3A+273. 15)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。
7.权利要求1的方法，其中步骤(5)的酸为柠檬酸。
8.权利要求4的方法，其中步骤(3)的酸的浓度C3、处理温度T3和处理时间P3与步骤 (3A)的酸的浓度C3a、处理温度T3a和处理时间P3a以及与步骤(5)中酸的浓度C5、处理温度 T5和处理时间P5满足以下关系1/12[C3XP3X (Ts+273. 15)+C3aXP3aX (T3A+273. 15)]彡 C5XP5X (T5+273. 15)彡 1/4 [C3X P3 X (Ts+273. 15)+C3aXP3aX (T3A+273. 15)]，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。
9.一种磷化铟晶片，其中每平方厘米晶片表面截面积中大于0. Ilym2的颗粒<3.3颗 /cm2，晶片表面的金属残留Cu彡IOX IOltl原子/cm2，Zn^ 10 X 101°原子/cm2，表面平均白雾值< 1. Oppm0
10.权利要求9的磷化铟晶片，其为磷化铟(Ill)B或磷化铟(311)B晶向角度晶片。
全文摘要
本发明要求保护一种清洗磷化铟晶片的方法，包括以下步骤(1)在-10至25℃用一种含有H2O2的氨水溶液处理晶片；(2)用去离子水洗涤晶片；(3)在-10至55℃用一种浓酸处理晶片；(4)用去离子水洗涤晶片；(5)在-10至35℃用一种有机酸溶液处理晶片；(6)用去离子水洗涤晶片；以及(7)干燥所得晶片。本发明的方法不但能够有效地减少磷化铟晶片、特别是磷化铟特殊晶向角度晶片表面颗粒和金属残留，而且还能提高其表面的腐蚀均匀性并降低白雾值。由此获得的磷化铟晶片能很好地满足“开盒即用”的外延生长要求。
文档编号H01L21/02GK102456549SQ20111035200
公开日2012年5月16日 申请日期2011年11月8日 优先权日2011年11月8日
发明者任殿胜, 刘文森, 徐卫, 李娟 申请人:北京通美晶体技术有限公司