背面有橄榄形凹坑的磷化铟晶片、制法及所用腐蚀液制造技术

本发明专利技术涉及一种{100}磷化铟(InP)晶片，其背面有橄榄形凹坑，其中所述橄榄形是指两头细中间宽的形状，例如椭圆形。本发明专利技术还涉及制备该{100}磷化铟(InP)晶片的方法及所用腐蚀液。本发明专利技术的{100}磷化铟(InP)晶片表面形貌规则，在外延生长中受热均匀，应用效果好。

Indium phosphide wafers with olive-shaped pits on the back, process and corrosive solution used

The invention relates to an {100} indium phosphide (InP) wafer with an olive-shaped pit on the back, in which the olive-shaped shape refers to a shape with thin ends and wide middle, such as an ellipse. The invention also relates to a method for preparing the {100} indium phosphide (InP) wafer and the corrosive solution used. The {100} indium phosphide (InP) wafer of the invention has regular surface morphology, uniform heating in epitaxy growth and good application effect.

【技术实现步骤摘要】
背面有橄榄形凹坑的磷化铟晶片、制法及所用腐蚀液
本专利技术涉及一种背面具有橄榄形凹坑的{100}磷化铟(InP)晶片及制备其的腐蚀液和制备方法。
技术介绍
磷化铟(InP)单晶属于III-V族半导体材料，其禁带宽度为1.35eV，具有高电子迁移率、耐辐射性能好、高热导率、高击穿电场等优越特性，使其成为光纤通信、微波、毫米波器件、抗辐射太阳能电池等领域的主要衬底，应用广泛。目前，作为商品提供的磷化铟(InP)单晶衬底大多为{100}磷化铟晶片。磷化铟器件的性能和使用寿命主要取决于器件本身的结构和各外延功能层的生长品质。要在衬底上形成具有良好质量的外延层，要求衬底的质量必须良好以及衬底表面与外延条件的匹配。衬底的质量取决于衬底本身的晶体结构、外延面的原子状态以及衬底背面的粗糙度和形貌等。研磨加工是晶片加工的重要步骤，对晶片表面粗糙度、表面腐蚀坑形貌的形成起到了至关重要的作用。公开号为CN102796526A的中国专利申请公开了一种腐蚀磷化铟单晶片的腐蚀液和腐蚀方法。迄今为止，关于{100}磷化铟晶片，现有技术的信息大多集中于晶片用于生长外延层的表面，尚未有对磷化铟晶片表面形貌特征进行研究的相关报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种背面有橄榄形凹坑的{100}磷化铟晶片，并且提供制备该{100}磷化铟(InP)晶片的腐蚀液和制备方法。本专利技术的目的通过以下技术方案实现：本专利技术第一方面涉及一种{100}磷化铟(InP)晶片，其背面有橄榄形凹坑，其中所述橄榄形是指两头细(优选为尖形)中间宽的形状，例如椭圆形。本专利技术第二方面涉及一种根据本专利技术第一方面所述的{100}磷化铟(InP)晶片的制备方法，其包括以下方案之一：方案1(如无其他说明，则以下步骤按序实施——这一点也同样适用于其他方法的各步骤)--将{100}磷化铟(InP)晶片进行表面研磨；---将表面研磨后的{100}磷化铟(InP)晶片的正面进行机械抛光、化学抛光；---对{100}磷化铟(InP)晶片正面作保护；---将{100}磷化铟(InP)晶片置于腐蚀液中进行腐蚀；---将腐蚀后的{100}磷化铟晶片取出，用去离子水冲洗；---去除{100}磷化铟晶片正面的保护；其中腐蚀液包括酸性物质、去离子水和氧化剂；以摩尔比计，该腐蚀液中酸性物质、氧化剂和去离子水的比例为1:(0.02-0.6)：(1.5-6)，优选1:(0.03-0.5)：(2.5-5)，腐蚀液的温度为15-95℃，优选18-50℃，更优选20-40℃，腐蚀时间为10-600s，优选30-500s，更优选50-450s；方案2---将{100}磷化铟(InP)晶片进行表面研磨；---将{100}磷化铟(InP)晶片置于腐蚀液中进行腐蚀；---将腐蚀后的{100}磷化铟晶片取出，用去离子水冲洗；---对腐蚀后的{100}磷化铟晶片背面作保护；---对背面作保护的腐蚀后的{100}磷化铟晶片实施机械抛光、化学抛光，随后用去离子水清洗；---去除{100}磷化铟晶片背面的保护；其中腐蚀液包括酸性物质、去离子水和氧化剂；以摩尔比计，该腐蚀液中酸性物质、氧化剂和去离子水的比例为1:(0.02-0.6)：(1.5-6)，优选1:(0.03-0.5)：(2.5-5)，腐蚀液的温度为15-95℃，优选18-50℃，更优选20-40℃，腐蚀时间为10-600s，优选30-500s，更优选50-450s。本专利技术第三方面涉及一种制备根据本专利技术第一方面所述的{100}磷化铟晶片的腐蚀液，其包括酸性物质、去离子水和氧化剂；以摩尔比计，该腐蚀液中酸性物质、氧化剂和去离子水的比例为1:(0.02-0.6)：(1.5-6)，优选1:(0.03-0.5)：(2.5-5)。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：(1)本专利技术的背面有橄榄形凹坑的{100}磷化铟(InP)晶片在外延生长中，晶片表面对热辐射的吸收更加均匀，有利于外延层的生长，并提高外延层的质量；(2)本专利技术的腐蚀液能够在{100}磷化铟(InP)晶片表面形成橄榄形凹坑，并且该腐蚀液腐蚀过程稳定、腐蚀速率高、腐蚀效果好；(3)本专利技术的{100}磷化铟(InP)晶片制备方法操作简单，磷化铟晶片表面形貌容易控制，重复性好。所得具有橄榄形凹坑的{100}磷化铟(InP)晶片表面与外延条件具有良好的匹配性。附图说明图1a为本专利技术实施例1中所得的{100}磷化铟晶片的光学显微镜观察图片；其放大倍率为500倍；得到的是规则的橄榄形凹坑形貌，其中1代表长轴，基本平行于[011]方向；2代表短轴，基本平行于[0-11]。图1b为本专利技术实施例1中所得的{100}磷化铟(InP)晶片背面橄榄形凹坑的长轴长度分布柱状图。图1c为本专利技术实施例1中所得的{100}磷化铟(InP)晶片背面橄榄形凹坑的短轴长度分布柱状图。图1d为本专利技术实施例1中所得的{100}磷化铟(InP)晶片背面橄榄形凹坑的深度数值分布柱状图。图2a为本专利技术实施例2中所得的{100}磷化铟(InP)晶片的光学显微镜观察图片；其放大倍率为500倍,得到的是规则的橄榄形凹坑形貌。图2b为本专利技术实施例2中所得的{100}磷化铟(InP)晶片背面橄榄形凹坑的长轴长度分布柱状图。图2c为本专利技术实施例2中所得的{100}磷化铟(InP)晶片背面橄榄形凹坑的短轴长度分布柱状图。图2d为本专利技术实施例2中所得的{100}磷化铟(InP)晶片背面橄榄形凹坑的深度数值分布柱状图。图3a为本专利技术实施例3中所得的{100}磷化铟(InP)晶片的光学显微镜观察图片；其放大倍率为500倍,得到的是与实施例1和2相对不规则的橄榄形凹坑形貌。图3b为本专利技术实施例3中所得的{100}磷化铟(InP)晶片背面橄榄形凹坑的长轴长度分布柱状图。图3c为本专利技术实施例3中所得的{100}磷化铟(InP)晶片背面橄榄形凹坑的短轴长度分布柱状图。图3d为本专利技术实施例3中所得的{100}磷化铟(InP)晶片背面橄榄形凹坑的凹坑深度数值分布柱状图。图4中，图4a和4b均为切割后的{100}磷化铟(InP)晶片倒角后的横截面图示。图5中，图5a为本专利技术应用实施例1所得的背面具有橄榄形凹坑的{100}磷化铟衬底上铟镓砷外延层中心单点全波长PL(光致发光)光谱图测量结果；图5b和5c分别为本专利技术实施例1所得的背面具有橄榄形凹坑的{100}磷化铟衬底与作为对比的无规则背面形貌的衬底上铟镓砷外延层PL(光致发光)波长峰值及亮度的整片分布图。具体实施方式在本专利技术中，如无其他说明，则所有操作均在室温、常压实施。在本专利技术中，背面有橄榄形凹坑的{100}磷化铟晶片直径为2-15厘米(优选5-12厘米)、厚度为250-850微米。在本专利技术中，晶片的直径应作如下理解：在晶片为圆形时，是指圆形的直径；在晶片为其他形状(如不规则圆形、正方形、长方形等)时，是指以晶片的中心为圆心画圆、使圆包括晶片所有部分所形成的圆的直径。晶片的表面是指面积最大的、相对的两个面。晶片的背面是指，分布有凹坑的未经、或者不进行抛光处理的表面；反之，正面为已经经过、或者将要实施机械抛光和化学抛光的表面。在本专利技术中，{100}磷化铟晶片背面分布的凹坑导致背面形成表面粗糙度。按照晶片的实际使用目的，普通技术人员可以领会到：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种{100}磷化铟(InP)晶片，其背面有橄榄形凹坑，其中所述橄榄形是指两头细中间宽的形状，例如椭圆形。

【技术特征摘要】
1.一种{100}磷化铟(InP)晶片，其背面有橄榄形凹坑，其中所述橄榄形是指两头细中间宽的形状，例如椭圆形。2.根据权利要求1所述的{100}磷化铟(InP)晶片，其特征在于，所述{100}磷化铟(InP)晶片表面分布有的橄榄形凹坑呈规则分布，即各橄榄形凹坑按椭圆形计，其各个长轴之间或各个短轴之间的夹角(按锐角计)不超过10°，优选不超过6°。3.根据权利要求1或2所述的{100}磷化铟(InP)晶片，其特征在于，所述的{100}磷化铟(InP)晶片一面具有橄榄形凹坑，或者在两面均具有橄榄形凹坑。4.根据权利要求1或2所述的{100}磷化铟(InP)晶片，其特征在于，所述橄榄形凹坑的长轴长度平均值为3-50微米，短轴长度平均值为1-30微米。5.根据权利要求1或2所述的{100}磷化铟(InP)晶片，其特征在于，晶片分布有橄榄形凹坑的面的表面粗糙度Ra在0.2-1.5微米范围内。6.根据权利要求1或2所述的{100}磷化铟(InP)晶片，其特征在于，背面凹坑的最大深度为5.0微米，坑深大于2.0微米的橄榄形凹坑所占的比例不低于30％；优选地，背面凹坑的最大深度为3.5微米，坑深大于1.0微米的橄榄形凹坑所占的比例不低于30％；优选地，背面凹坑的最大深度为3.5微米，坑深大于1.5微米的橄榄形凹坑所占的比例不低于20％。7.一种制备权利要求1-6之一的{100}磷化铟(InP)晶片的方法，包括以下方案1或2之一：方案1---将{100}磷化铟(InP)晶片进行表面研磨；---将表面研磨后的{100}磷化铟(InP)晶片的正面进行机械抛光、化学抛光；---对{100}磷化铟(InP)晶片正面作保护；---将{100}磷化铟(InP)晶片置于腐蚀液中进行腐蚀；---将腐蚀后的{100}磷化铟晶片取出，用去离子水冲洗；---去除{100}磷化铟晶片正面的保护；其中腐蚀液包括酸性物质、去离子水和氧化剂；以摩尔比计，该腐蚀液中酸性物质、氧化剂和去离子水的比例为1:(0.02-0.6)：(1.5-6)，优选1:(0.03-0.5)：(2.5-5)，腐蚀...

【专利技术属性】
技术研发人员：王留刚，李海淼，朱颂义，
申请(专利权)人：北京通美晶体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11