腐蚀液及从二类超晶格外延薄膜层去除锑化镓衬底的方法技术

本发明专利技术公开了一种腐蚀液及从二类超晶格外延薄膜层上去除锑化镓衬底的方法，腐蚀液用于去除二类超晶格外延薄膜层上的锑化镓衬底，腐蚀液包括：原料，至少包括以下之一：氢氟酸、磷酸；缓冲剂，至少包括以下之一：柠檬酸、乳酸、酒石酸；添加剂，包括含有高锰酸根离子的化合物、含有重铬酸根离子的化合物、或含有锰酸根离子与重铬酸根离子的混合物。采用本发明专利技术，通过选择对锑化镓腐蚀能力较小的主料，并配以缓冲剂和添加剂，用于去除二类超晶格外延薄膜层上的锑化镓衬底，可以避免现有技术中在去除锑化镓的过程中造成二类超晶格外延薄膜层被腐蚀去除的情况，实现了二类超晶格外延薄膜层的表面无损伤，成功地还原了二类超晶格外延薄膜层的表面状态。

Etching solution and method of removing gallium antimonide substrate from superlattice epitaxial films

【技术实现步骤摘要】
腐蚀液及从二类超晶格外延薄膜层去除锑化镓衬底的方法
本专利技术涉及腐蚀
，尤其涉及一种腐蚀液及从二类超晶格外延薄膜层上去除锑化镓衬底的方法。
技术介绍
相关技术中，通过将锑化镓(GaSb)衬底和二类超晶格薄膜材料整体粘附在玻璃基板上，衬底材料向上，先后采用机械研磨或车削、机械抛光和化学腐蚀的方法去除衬底。这种方式在操作过程中，由于锑化镓衬底材料在研磨过程中很容易崩边掉渣使衬底表面划伤，形成较深的损伤，而且在抛光过程中由于抛光工艺本身的技术特点很容易使锑化镓衬底材料厚度不均匀，另外，由于化学抛光只能均匀地去除厚度，很容易造成锑化镓衬底去除完全的同时二类超晶格材料也可能被腐蚀去除一定厚度，对器件的性能产生一定的影响。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种腐蚀液及从二类超晶格外延薄膜层上去除锑化镓衬底的方法，用以解决现有技术中工艺流程复杂、容易造成二类超晶格薄膜材料损耗的问题。本专利技术实施例提供一种腐蚀液，用于去除二类超晶格外延薄膜层上的锑化镓衬底，腐蚀液包括：原料，至少包括以下之一：氢氟酸、磷酸；缓冲剂，至少包括以下之一：柠檬酸、乳酸、酒石酸；添加剂，包括含有高锰酸根离子的化合物、含有重铬酸根离子的化合物、或含有锰酸根离子与重铬酸根离子的混合物。根据本专利技术的一些实施例，含有高锰酸根离子的化合物包括：高锰酸钾或高锰酸。根据本专利技术的一些实施例，含有重铬酸根离子的化合物包括：重铬酸钾或重铬酸。根据本专利技术的一些实施例，含有锰酸根离子与重铬酸根离子的混合物包括：高锰酸钾与重铬酸钾的混合物、高锰酸钾与重铬酸的混合物、高锰酸与重铬酸钾的混合物、或高锰酸与重铬酸的混合物。根据本专利技术的一些实施例，每升腐蚀液中含有原料的量为50克至110克，每升腐蚀液中含有缓冲剂的量为2克至20克。根据本专利技术的一些实施例，当添加剂为含有高锰酸根离子的化合物时，每升腐蚀液中含有添加剂的量为30克至80克。根据本专利技术的一些实施例，当添加剂为含有重铬酸根离子的化合物时，每升腐蚀液中含有添加剂的量为75克至120克。根据本专利技术的一些实施例，当添加剂为含有锰酸根离子与重铬酸根离子的混合物时，每升腐蚀液中含有添加剂的量为105克至200克，其中，混合物中锰酸根离子与重铬酸根离子的比例为1：0.54。本专利技术实施例还提供一种从二类超晶格外延薄膜层上去除锑化镓衬底的方法，包括：制备腐蚀液；将带有锑化镓衬底的二类超晶格外延薄膜层放入腐蚀液中持续预设时间；用无水乙醇清洗二类超晶格外延薄膜层。进一步地，制备腐蚀液具体包括：在主料中添加缓冲剂；在主料中添加添加剂；其中，主料至少包括以下之一：氢氟酸、磷酸，缓冲剂至少包括以下之一：柠檬酸、乳酸、酒石酸，添加剂包括含有高锰酸根离子的化合物、含有重铬酸根离子的化合物、或含有锰酸根离子与重铬酸根离子的混合物。采用本专利技术实施例，通过选择对锑化镓腐蚀能力较小的主料，并配以缓冲剂和添加剂，用于去除二类超晶格外延薄膜层上的锑化镓衬底，可以避免现有技术中在去除锑化镓的过程中造成二类超晶格外延薄膜层被腐蚀去除的情况，实现了二类超晶格外延薄膜层的表面无损伤，成功地还原了二类超晶格外延薄膜层的表面状态。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。具体实施方式下面更详细地描述本公开的示例性实施例。提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。红外焦平面探测技术具有光谱响应波段宽、可获得更多地面目标信息、能昼夜工作等显著优点，广泛应用于预警探测、情报侦察、毁伤效果评估以及农牧业、森林资源的调查、开发和管理、气象预报、地热分布、地震、火山活动，太空天文探测等领域。其中，二类超晶格材料是高性能红外焦平面探测器的核心材料。制备二类超晶格材料的技术方法一般采用分子束外延法(MBE)。一般地，二类超晶格材料的厚度保持在5-15微米左右，用于外延二类超晶格薄膜材料的衬底一般为锑化镓(GaSb)材料，晶相为<100>。在制备过程中，InAs/GaSbII类超晶格红外探测器材料在GaSb衬底上外延生长，通过器件工艺制备芯片后，正面与读出电路互联，红外光需从探测器背面入射。然而，由于GaSb衬底对背入射红外光有较强的吸收，短中波红外光透过率通常会小于40％，大于10微米红外光透过率甚至小于20％。为了使足够的红外光能够到达探测器，保证探测器的性能，GaSb衬底必须被减薄去除。相关技术中，通过将锑化镓(GaSb)衬底和二类超晶格薄膜材料整体粘附在玻璃基板上，衬底材料向上，先后采用机械研磨或车削、机械抛光和化学腐蚀的方法去除GaSb衬底。但这种方式在操作过程中，由于锑化镓衬底材料在研磨过程中很容易崩边掉渣使衬底表面划伤，形成较深的损伤，而且在抛光过程中由于抛光工艺本身的技术特点很容易使锑化镓衬底材料厚度不均匀，另外，由于化学抛光只能均匀地去除厚度，很容易造成锑化镓衬底去除完全的同时二类超晶格材料也可能被腐蚀去除一定厚度，对器件的性能产生一定的影响。因此，考虑到上述工艺流程的弊端，本专利技术实施例提供一种用于去除二类超晶格外延薄膜层上的锑化镓衬底的腐蚀液，腐蚀液包括：原料、缓冲剂和添加剂。其中，原料至少包括以下之一：氢氟酸、磷酸。可以理解的是，可以采用氢氟酸作为腐蚀液的原料成份，也可以采用磷酸作为腐蚀液的原料成份，当然，氢氟酸和磷酸的混合液也可以作为腐蚀液的原料成份。缓冲剂至少包括以下之一：柠檬酸、乳酸、酒石酸。可以理解的是，可以选择柠檬酸、乳酸、酒石酸中的任意一种作为腐蚀液的缓冲剂成份，也可以任意组合柠檬酸、乳酸、酒石酸作为腐蚀液的缓冲剂成份，例如，柠檬酸和乳酸的组合形式、柠檬酸和酒石酸的组合形式、乳酸和酒石酸的组合形式，或是柠檬酸、乳酸、酒石酸三者的组合形式。添加剂包括含有高锰酸根离子的化合物、含有重铬酸根离子的化合物、或含有锰酸根离子与重铬酸根离子的混合物。采用本专利技术实施例，通过选择对锑化镓腐蚀能力较小的主料，并配以缓冲剂和添加剂，用于去除二类超晶格外延薄膜层上的锑化镓衬底，可以避免现有技术中在去除锑化镓的过程中造成二类超晶格外延薄膜层被腐蚀去除的情况，实现了二类超晶格外延薄膜层的表面无损伤，成功地还原了二类超晶格外延薄膜层的表面状态。在上述实施例的基础上，进一步提出各变型实施例，在此需要说明的是，为了使描述简要，在各变型实施例中仅描述与上述实施例的不同之处。为了降低材料成本，根据本专利技术的一些实施例，含有高锰酸根离子的化合物可以包括：高锰酸钾或高锰酸。含有重铬酸根离子的化合物可以包括：重铬酸钾或重铬酸。含有锰酸根离子与重铬酸根离子的混合物可以包括：高锰酸钾与重铬酸钾的混合物、高锰酸钾与重铬酸的混合物、高锰酸与重铬酸钾的混合物、或高锰酸与重铬酸的混合物。为了保证腐蚀液的作用效果并避免对二类超晶格外延薄膜层造成损坏，根据本专利技术的一些实施例，每升腐蚀液中含有原料的量可以保持在50克至110克之间，当然也可以选择50克或110克，每升腐蚀液中含有缓冲剂的量可以保持在2克至20克之间，同理，也可以选择2克或20克。大量实验测得，如果原料的浓度低于50g/L，腐蚀液本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种腐蚀液，其特征在于，用于去除二类超晶格外延薄膜层上的锑化镓衬底，所述腐蚀液包括：原料，至少包括以下之一：氢氟酸、磷酸；缓冲剂，至少包括以下之一：柠檬酸、乳酸、酒石酸；添加剂，包括含有高锰酸根离子的化合物、含有重铬酸根离子的化合物、或含有锰酸根离子与重铬酸根离子的混合物。

【技术特征摘要】
1.一种腐蚀液，其特征在于，用于去除二类超晶格外延薄膜层上的锑化镓衬底，所述腐蚀液包括：原料，至少包括以下之一：氢氟酸、磷酸；缓冲剂，至少包括以下之一：柠檬酸、乳酸、酒石酸；添加剂，包括含有高锰酸根离子的化合物、含有重铬酸根离子的化合物、或含有锰酸根离子与重铬酸根离子的混合物。2.如权利要求1所述的腐蚀液，其特征在于，所述含有高锰酸根离子的化合物包括：高锰酸钾或高锰酸。3.如权利要求1所述的腐蚀液，其特征在于，所述含有重铬酸根离子的化合物包括：重铬酸钾或重铬酸。4.如权利要求1所述的腐蚀液，其特征在于，所述含有锰酸根离子与重铬酸根离子的混合物包括：高锰酸钾与重铬酸钾的混合物、高锰酸钾与重铬酸的混合物、高锰酸与重铬酸钾的混合物、或高锰酸与重铬酸的混合物。5.如权利要求1所述的腐蚀液，其特征在于，每升所述腐蚀液中含有所述原料的量为50克至110克，每升所述腐蚀液中含有所述缓冲剂的量为2克至20克。6.如权利要求1所述的腐蚀液，其特征在于，当所述添加剂为含有高锰酸根离子的化合物时，每升所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李春领，肖钰，程雨，谭振，温涛，邢伟荣，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十一研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11