本发明属于半导体技术领域,尤其涉及一种腐蚀锗片的方法。
背景技术:
置于磁场中的载流导体,如果电流方向与磁场垂直,则在垂直于电流和磁场的方向会产生一附加的横向电场。这一显现是霍普金斯大学研究生霍尔于1879年发现的,后被称为霍尔效应。根据霍尔效应,人们用半导体材料如锗片、硅片等制成霍尔元件,霍尔元件具有对磁场敏感、结构简单、体积小、频率响应宽、输出电压变化大和使用寿命长等优点。利用霍尔元件可以测量磁场,可以研究半导体中载流子的类别和特性等,也可以利用它制作传感器,用于磁读出头、隔离器,转速仪等。
对于锗片制备的霍尔元件,在进行霍尔检测之前,需要对锗片进行腐蚀光亮,现有的碱腐蚀速率慢,受温度影响较大,反应随时间先增后减,得到的锗片粗糙度大、光洁度小,表面易发白;如吕菲(中国电子科技集团公司第四十六研究所,2007)公布了两种碱性腐蚀,氢氧化钾和过氧化氢,氢氧化铵和过氧化氢腐蚀液。而现有的酸腐蚀的腐蚀速度过快,较激烈,不易控制,去除量不稳定,表面易发黑。
技术实现要素:
基于此,本发明的目的在于提供一种腐蚀锗片的方法,本发明中的方法为一种速率可控的酸腐蚀方法,且腐蚀后的锗片光洁度高,粗糙度小。
本发明提供一种腐蚀锗片的方法,包括以下步骤:
a)将厚度差在±0.025mm内的锗片固定在同一卡槽内,然后将所述放有锗片的卡槽置于腐蚀液中,进行腐蚀;
所述腐蚀液为体积比为(2~5):1的硝酸和氢氟酸的混合液;
b)待腐蚀液开始冒红烟,在腐蚀液中缓慢加入纯水,直至红烟变黄烟,继续腐蚀1~2min;
c)使用纯水稀释腐蚀液,然后取出卡槽,清洗锗片并干燥。
优选的,所述腐蚀液中硝酸和氢氟酸的质量比为(3~4):1。
优选的,所述步骤b)中,在冒出红烟1~2min后加入纯水(混合液:纯水=20:1)。
优选的,所述步骤c)中,加入的纯水与所述腐蚀液的体积比为1:(3-5)。
优选的,所述锗片在腐蚀之前使用沾有酒精的无尘布擦拭干净。
本发明提供了一种腐蚀锗片的方法,包括以下步骤:a)将厚度差在±0.025mm内的锗片固定在同一卡槽内,然后将所述放有锗片的卡槽置于腐蚀液中,进行腐蚀;所述腐蚀液为体积比为(2~5):1的硝酸和氢氟酸的混合液;b)待腐蚀液开始冒红烟,在腐蚀液中缓慢加入纯水,直至红烟变黄烟,继续腐蚀1~2min;c)使用纯水稀释腐蚀液,然后取出卡槽,清洗锗片并干燥。本发明的关键点在于,在腐蚀液开始冒红烟的时候缓慢加入纯水,使反应前期锗片可快速反应,并防止反应后期温度过高、反应过于激烈而导致的锗片表面发黑。本发明中的方法在保证腐蚀效率(腐蚀时间2~3min)的同时,解决了现有酸腐蚀中反应速率难以控制,锗片表面易发黑的技术问题。
具体实施方式
本发明提供了一种腐蚀锗片的方法,包括以下步骤:
a)将厚度差在±0.025mm内的锗片固定在同一卡槽内,然后将所述放有锗片的卡槽置于腐蚀液中,进行腐蚀;
所述腐蚀液为体积比(2~5):1的硝酸和氢氟酸的混合液;
b)待腐蚀液开始冒红烟,在腐蚀液中缓慢加入纯水,直至红烟变黄烟,继续腐蚀1~2min;
c)使用纯水稀释腐蚀液,然后取出卡槽,清洗锗片并干燥。
锗片的前处理
用沾有酒精的无尘布将锗片擦拭干净。
测量
用千分尺测量锗片的厚度,并将厚度差在±0.025mm内的锗片放入同一卡槽内。
优选的,所述卡槽可放置15~20片锗片。
配制腐蚀液
腐蚀液为酸性腐蚀液,使用硝酸和氢氟酸配制得到,所述硝酸和氢氟酸的体积比优选为(2~5):1,更优选为(3~4):1,最优选为3:1。
腐蚀
将配制好的腐蚀液适量倒入反应槽中,将放有锗片的卡槽放入反应槽中,开始腐蚀,待反应槽开始冒红烟,缓慢往里面加纯水,待红烟变黄烟,停止加水,然后再反应1~2min。
使用本发明中的腐蚀液对锗片进行腐蚀,待冒红烟之后,说明反应温度开始快速升高,反应开始变得激烈,此时需要缓慢加入纯水,可以稀释腐蚀液且降低反应温度,从而可以达到控制反应速率的目的。
在本发明中,所述纯水与所述腐蚀液的体积之比优选为1:(15~25),更优选为1:20;所述纯水的温度优选为15~20℃,更优选为16~18℃。
清洗
腐蚀完毕之后,先往反应槽加入纯水稀释腐蚀液防止拿出后被氧化,再取出卡槽,清洗锗片并吹干。
在本发明中,所述纯水与所述腐蚀液的体积之比优选为1:(3-5),更优选为1:4。
制片
吹干后的锗片制取霍尔检测样片。
在本发明中,由锗片制取霍尔检测样片的方法为本领域的常规方法,本发明在此不再赘述。
本发明提供了一种腐蚀锗片的方法,包括以下步骤:a)将厚度差在±0.025mm内的锗片固定在同一卡槽内,然后将所述放有锗片的卡槽置于腐蚀液中,进行腐蚀;所述腐蚀液为质量比为(2~5):1的硝酸和氢氟酸的混合液;b)待腐蚀液开始冒红烟,在腐蚀液中缓慢加入纯水,直至红烟变黄烟,继续腐蚀1~2min;c)使用纯水稀释腐蚀液,然后取出卡槽,清洗锗片并干燥。
与现有技术相比,本发明中的方法具有以下优点:
1、腐蚀制片光洁度高且粗糙度小,腐蚀时间较短(2~3min),操作简单;
2、在腐蚀过程中加纯水,使反应前期锗片可快速反应,且防止反应后期温度过高反应过于激烈而导致锗片表面发黑;
3、在反应完成时加入纯水稀释腐蚀液,防止取出卡槽时锗片表面腐蚀液浓度过高与空气接触被氧化发白;
4、使用卡槽可批量腐蚀(一次15-20片),较单片腐耗时少、耗酸少、简便经济。
为了进一步说明本发明,以下结合实施例对本发明提供的一种腐蚀锗片的方法进行详细描述,但不能将其理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
用沾有酒精的无尘布将锗片擦拭干净;
用千分尺测量锗片的厚度,并将厚度差在±0.025mm内的锗片放入同一卡槽内;
配制腐蚀液:硝酸:氢氟酸=3:1;
将配制好的400ml腐蚀液适量倒入反应槽中,将放有锗片的卡槽放入反应槽中,待反应槽开始冒红烟,缓慢往里面加20ml纯水,待红烟变黄烟即可,然后再反应一分钟。
反应完成后,先往反应槽加入100ml纯水稀释腐蚀液防止拿出后被氧化,再取出卡槽进行清洗,吹干;
制取霍尔检测样片。
锗片银色光亮,粗糙度为0.015μm。
对比例1
按照实施例1中的方法腐蚀锗片,不同的是,在腐蚀液冒红烟之后缓慢加入10ml的纯水。
制取的霍尔检测样片表面发黑。
对比例2
按照实施例1中的方法腐蚀锗片,不同的是,在腐蚀液冒红烟之后缓慢加入30ml的纯水,此时,反应过于缓慢难以进行。
对比例3
按照实施例1中的方法腐蚀锗片,不同的是,在在反应完成之后加入90ml的纯水,此时,锗片从反应液中拿出后会迅速被氧化使表面发白。
对比例4
按照实施例1中的方法腐蚀锗片,不同的是,腐蚀液为双氧水和氢氟酸以体积比为3:1的比例的混酸。
制取的霍尔检测样片腐蚀效果不明显。
对比例5
按照实施例1中的方法腐蚀锗片,不同的是,腐蚀液为双氧水和盐酸以体积比为3:1的比例的混酸。
制取的霍尔检测样片腐蚀效果不明显。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。