一种用于氮化镓单晶片的合成树脂锡盘双面抛光方法技术

本发明专利技术公开一种用于氮化镓单晶片的合成树脂锡盘双面抛光方法。本方法使用双面抛光机，上盘和下盘为合成树脂锡盘，配上粒径为W0.5的金刚石抛光液，将氮化镓单晶片放在双面抛光机游星轮上，其中上盘设为螺旋凹槽条纹，两条凹槽间距为1.5mm，凹槽深度为15μm，下盘为同心圆槽条纹，两条凹槽间距为1mm，凹槽深度为20μm，压力为100‑500g/cm2，转速为10‑40r/min，金刚石抛光液的流量为5ml‑20ml/min。使用合成树脂锡盘，配上金刚石抛光液，大大缩短了加工时间，提高了加工效率，由于划痕深度小，为后面化学机械抛光工序奠定了基础。采用锡盘双面抛光，可以获得更高的去除速率和表面质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体材料的加工，特别是涉及一种用于氮化镓单晶片的合成树脂锡盘双面抛光方法。
技术介绍
氮化镓(GaN)晶体是新型第三代半导体电子材料，具有禁带宽度大、击穿电场高、介电常数小、热导率大和化学稳定性等优点，在光显示、光存储、光探测等光电子器件和高温、高频大功率电子等器件领域有广阔的应用前景。GaN晶片的表面状态对其作为器件和外延衬底应用有着重要影响。在器件制造过程中，GaN晶片表面存在的划痕和损伤层，会使晶格发生周期性严重破坏，形成空间电荷区，造成表面漏电流，使其器件噪声和漏电流增加，从而影响了GaN基电极接触和器件性能，影响器件的可靠性和成品率。因此，GaN衬底晶片必须经过多道研磨及抛光流程，尤其高精密抛光加工难度大，耗时长，成本高。传统的双面抛光布方法存在抛光时间长，效率低，0.03μm/min左右，锡盘双面抛光为0.35μm/min左右，锡盘双面抛光TTV小于2μm，双面抛光布的TTV参数较高，6μm左右，见表1。
技术实现思路
鉴于现有技术存在的问题，本专利技术提出一种用于氮化镓单晶片的合成树脂锡盘双面抛光方法。该方法为新型GaN单晶片的双面锡盘抛光方法，与传统的双面抛光布方法相比，能够获得更高的加工效率和晶片表面质量。本专利技术采用的锡盘双面抛光设备是在原来的设备（兰州瑞德6B双面研磨机）基础上改造的，将原来的两面铸铁盘换成两面合成树脂锡盘，上下盘的锡盘刻槽精度必须保持指标。为了达到上述目的，本专利技术采取的技术方案是：一种用于氮化镓单晶片的合成树脂锡盘双面抛光方法，其特征在于，使用双面抛光机，上盘和下盘为合成树脂锡盘，配上粒径为W0.5的金刚石抛光液，将氮化镓单晶片放在双面抛光机游星轮上，其中上盘设为螺旋凹槽条纹，并且相近的两条凹槽间距为1.5mm，凹槽深度为15μm，下盘为同心圆槽条纹，并且相近的两条凹槽间距为1mm，凹槽深度为20μm，压力为100-500g /cm2，转速为10-40 r /min，金刚石抛光液的流量为5ml-20ml/min。本专利技术具有以下有益效果：使用合成树脂锡盘，配上金刚石抛光液，大大缩短了加工时间，提高了加工效率，并且表面在肉眼观察下，表面细腻，光滑，布满了非常细小的划痕，划痕深度非常小，为后面化学机械抛光工序奠定了良好的基础。从表1可以看出，采用锡盘双面抛光，可以获得更高的去除速率和表面质量。本专利技术解决了GaN加工效率低的问题，并且大大降低了GaN晶片TTV和Bow两个重要指标。表1 双面抛光工艺条件对比表通过该方法，在微分干涉显微镜下（50倍）观察晶片表面，几乎看不到晶片表面划痕，然后通过原子力显微镜（AFM）测试，在10μm×10μm区域内，Ra在0.924mn，说明该方法可以获得几乎无表面划痕的表面质量，为下步CMP奠定了很好的基础，节约CMP时间，从5h减少到2h。附图说明图1为本专利技术合成树脂锡盘上盘结构示意图；图2为本专利技术合成树脂锡盘下盘结构示意图。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术做进一步说明。实施例：将粗磨好的GaN单晶片进行清洗干净，放在双面抛光机上的游星轮，采用合成树脂锡盘，配上粒径为W0.5的金刚石抛光液（购买国内富丰源公司的金刚石抛光液），对其GaN单晶片进行双面机械抛光，其中上盘为螺旋凹槽条纹（见图1），并且两条凹槽间距为1.5mm，凹槽深度为15μm，下盘为同心圆槽条纹（见图2），并且两条凹槽间距为1mm，凹槽深度为20μm，压力为400g/cm2，转速为30r/min，金刚石抛光液的流量为8ml/min。金刚石抛光液配合锡盘，二者的作用模式是通过机械作用，使金刚石颗粒可以镶嵌在锡盘表面上，使其固结模式产生磨削作用，可以快速去除晶片，上盘间距1.5mm螺旋条纹，利于金刚石抛光液能够通畅的流到下表面，反之，金刚石抛光液则始终在上表面作用，很少的液流到下表面。下盘间距为1mm的同心圆条纹能够保持金刚石抛光液，间距过宽造成表面划伤严重，速率较慢，间距过窄金刚石抛光液流失浪费，去除速率较慢，最终会造成两面去除不均匀，Bow、TTV参数较差。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于氮化镓单晶片的合成树脂锡盘双面抛光方法，其特征在于，使用双面抛光机，上盘和下盘为合成树脂锡盘，配上粒径为W0.5的金刚石抛光液，将氮化镓单晶片放在双面抛光机游星轮上，其中上盘设为螺旋凹槽条纹，并且相近的两条凹槽间距为1.5mm，凹槽深度为15μm，下盘为同心圆槽条纹，并且相近的两条凹槽间距为1mm，凹槽深度为20μm，压力为100‑500g /cm2，转速为10‑40 r /min，金刚石抛光液的流量为5ml‑20ml /min。

【技术特征摘要】
1. 一种用于氮化镓单晶片的合成树脂锡盘双面抛光方法，其特征在于，使用双面抛光机，上盘和下盘为合成树脂锡盘，配上粒径为W0.5的金刚石抛光液，将氮化镓单晶片放在双面抛光机游星轮上，其中上盘设为螺旋凹槽条纹，并且相近的两条凹槽间...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晖，徐世海，高飞，徐永宽，杨丹丹，冯玢，宋扬，张弛，王磊，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十六研究所，
类型：发明
国别省市：天津;12