一种异形半导体晶片、制备方法及晶片支承垫的制作方法_4

文档序号:8944467阅读:来源:国知局
在本发明异形半导体晶片的一个优选实施方案中,所述异形半导体晶片为单晶晶 片,优选地,所述单晶晶片为硅晶片、锗晶片、砷化镓晶片、磷化铟晶片或磷化镓晶片或碳化 娃晶片。
[0085] 在本发明异形半导体晶片的一个优选实施方案中,所述异形半导体晶片为方形晶 片,例如正方形或长方形晶片。
[0086] 在本发明异形半导体晶片的一个更优选的实施方案中,所述异形半导体晶片为方 形晶片,且所述方形晶片的主面尺寸在IO-IlOmmXIO-IlOmm范围内,四个角的内接圆半径 R在2. 5-5mm范围内,四个直边的晶向全部为〈100>或全部为〈110>,晶片厚度在280-700 微米范围内。
[0087] 另外,本发明还提供了本发明的异形半导体晶片在太阳能电池中的用途。
[0088] 为更好地理解本发明,下文将结合实施例对本发明进行详细描述,但应认识到这 些实施例仅为对本发明进行示例说明,而非意在限制本发明。
[0089] 实施例
[0090] 在各实施例中,采用图3所示的研磨和抛光机(上下盘直径I. 0米)实施研磨和抛 光,其中Rl和R2为转动轴,11为研磨液或抛光液管,12为设备上盘,13为设备下盘,14为 晶片和支承垫,16为研磨垫或抛光垫(研磨垫为购自美国环球光学公司UniversalOptics Co.Ltd的聚酯类研磨垫,牌号为LPS研磨垫,肖氏硬度50,动态可压缩性20%;粗抛光垫为 购自美国RohmandHassInc.公司的聚氨酯抛光垫,牌号Suba-XPad,肖氏硬度51,动态可 压缩性15%;精抛光垫为购自美国RohmandHassInc.公司的聚氨酯抛光垫,牌号P0LITEX Pad,肖氏硬度51,动态可压缩性15%。下盘也有研磨垫和抛光垫,与上盘的相同,位于晶片 和支承垫之下,未示出)。支承垫、研磨垫和抛光垫直径为1米;支承垫用于承载晶片的4个 孔位于半径方向的中部,沿圆周方向均匀分布。
[0091] 研磨液采用日本FujimiCorporationFujimi20T三氧化二错研磨粉和水的混合 液,重量比为1 :1,研磨过程中的研磨液流量为每分钟90毫升/平方米设备盘面积(单面 计)。
[0092] 实施例使用的支承垫为市售产品,按肖氏硬度和动态可压缩性选择,必要时经过 放置或老化,以获得所示的特征参数。
[0093] 如无相反说明,则所制备的异形半导体晶片的检测条件如下(所测晶片表面为在 抛光机中朝上的一面):
[0094] 1?用TXRF(反射X射线荧光分析仪;TREX610 型,日本OSAKAJapanTechnos 公司)检测经湿法清洗处理的方形晶片的表面痕量总的金属原子的残余量,合格标准为 彡 100X101。原子/cm2;
[0095] 2?用AFM(原子力显微镜)(美国DigitalInstrument公司NanoScopeIIIa型) (垂直分辨率0. 03纳米,分析区域5ymX5ym)测试晶片的表面粗糙度Ra,以纳米表示;
[0096] 3.以目测无裂纹的晶片作为合格产品,除以处理的晶片总数,乘以100%表示成 品率;
[0097] 4?用UltrasortInstrument(平整度测试仪Tropel,生产商美国CorningTropel Corperation)测试抛光后晶片的平整度参数,以TTV(总体厚度变化)< 7ym,LTV(局部 厚度变化)<I. 5ym@15X15mm区域内,WARP(翘曲度)< 10ym,Bow(弯曲度)<5iim表 示合格(以"V"表示);
[0098] 5.于日本SYNTECInc.公司产Yamada强光灯(光强大于100,OOOLux)下目测是 否有白雾;
[0099] 6?晶片厚度用接触式测厚仪(日本Mitutoyo,型号:ID_C112ED)检测;
[0100]7.Tencor6220(表面颗粒度测试仪生产商美国KLA-Tencor公司)在0. 3微米阈 值条件下测试晶片表面的颗粒度,< 1颗/平方厘米表示合格(标为"无")。
[0101] 在多个晶片的情况下,数值取平均值。
[0102] 实施例I
[0103] 由一个直径5. 1厘米的GaAs圆形晶棒用多线切割机一次切出50片(按15、15、 10、10片分成第1-4组)厚度相同的圆形晶片,厚度均为450微米;使用倒角机对各片圆形 晶片进行边缘倒角处理,使其边缘截面成为弧形。然后,将该晶片解理成3. 5X3. 5厘米的 正方形晶片;使用类似于附图2所示的四边形晶片磨边机对正方形晶片进行磨边处理;然 后将晶片放置在280微米厚度、如图4所示的支承垫(型号为Carrier-9B-50,购自江苏江 阴晶科电子研磨材料厂,经过发明人自行加工,形成图4所示的内腔,内腔直边延长线相交 形成3. 5X3. 5厘米的正方形(对角线约4. 95厘米),直边延长线相交形成的各个角部处 还具有外凸部分,各外凸部分与相邻各直边以过渡圆弧连接),其肖氏硬度为55,动态压缩 弹性率为75%。在0. 08千克/平方厘米压力下进行双面研磨加工30分钟,消除切片工序 带来的锯纹损伤,其中,下盘逆时针旋转,转速为10转/分钟,上盘顺时针旋转,转速为4转 /分钟。然后,先将表2所示的粗抛光溶液用于该抛光设备,在表2所示粗抛条件下抛光60 分钟,用去离子水(电阻率大于17. 5兆欧姆?厘米按25°C的值,下同)清洗后,干燥, 再将表3所示的精抛光溶液用于该抛光设备,在表3所示精抛条件下抛光6分钟,然后将晶 片取出,用去离子水清洗后,干燥;按下述进行表面湿法清洗处理:1.在l〇°C,将晶片在含 有〇. 3重量%NH3、1. 3重量%过氧化氢的水溶液中浸渍5分钟,2.在10°C,用去离子水冲洗 晶片表面3分钟,3.在20°C,将晶片用10重量%过氧化氢溶液浸渍5分钟,4.在15°C,用 去离子水冲洗晶片表面3分钟,5.在20°C,将晶片用10重量%氨水溶液浸渍5分钟,6.在 15°C,用去离子水冲洗晶片表面3分钟,7.将晶片放入晶片旋转干燥机中用热氮气干燥。
[0104] 对所制备的GaAs方形半导体晶片进行检测,结果见表4-5。
[0105] 表2粗抛光溶液的组成及抛光条件
[0106]
[0107] 表3精抛光溶液的组成及抛光条件
[0108]
[0109] 表4晶片粗抛光和精抛光后的检测结果(平均)
[0110]
[0111] 表5经表面湿法清洗处理的GaAs方形晶片表面(平均)
[0112]
[0113] *:表示I. 6X1O10,下同。
[0114] 实施例2
[0115] 由一个直径10. 5厘米的InP圆形晶棒用多线切割机一次切出50片(按15、15、 10、10片分成第1-4组)厚度相同的圆形晶片,厚度均为650微米;使用倒角机对各片圆形 晶片进行边缘倒角处理,使其边缘截面成为弧形。然后,将该晶片解理成7. 0X7. 0厘米的 正方形晶片(对角线9.9厘米);使用类似于附图2所示的四边形晶片磨边机对正方形晶 片进行磨边处理,获得合适的边缘形状;然后将经倒角的晶片放置在360微米厚度、如图4 所示的支承垫(型号为Carrier-9B-50,购自江苏江阴晶科电子研磨材料厂,经过发明人自 行加工,形成图4所示的内腔,内腔直边延长线相交形成7.OX7.O厘米的正方形,直边延长 线相交形成的各个角部处还具有外凸部分,各外凸部分与相邻各直边以过渡圆弧连接),其 肖氏硬度为50,动态压缩弹性率为85%。在0. 07千克/平方厘米压力下进行双面研磨加 工30分钟,消除切片工序带来的锯纹损伤,其中,下盘逆时针旋转,转速为10转/分钟,上 盘顺时针旋转,转速为4转/分钟。然后,将液体FujimiINSECSP抛光磨料用于该抛光设 备,在表6所示粗抛条件下抛光55分钟,用去离子水清洗后,干燥,再将FujimiCOMPOL80 抛光液用于该抛光设备,在表7所示精抛条件下抛光8分钟,然后晶片取出,用去离子水清 洗后,干燥;按下述进行表面湿法清洗处理:
[0116] (1)将待洗晶片浸入92重量%的浓硫酸中于65°C处理4秒;
[0117] (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;
[0118] (3)然后于20°C,将晶片放入冲洗槽中,用去离子水冲洗晶片表面55秒;
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