一种腐蚀液及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于材料加工技术领域，提供了一种腐蚀液及其制备方法和应用，本发明专利技术的腐蚀液包括两种含有不同组分的第一腐蚀液和第二腐蚀液，通过两种腐蚀液的配合，使得腐蚀后的材料的亚表面损伤能够有效改善，同时腐蚀液腐蚀速率均匀，避免了水波纹及亮点等缺陷的产生，改善研磨片表面质量，本发明专利技术的产品腐蚀后材料的表面粗糙度不超过0.7μm，腐蚀后表面平整光洁，可满足后续工艺如抛光和清洗的要求；本发明专利技术提供的腐蚀方法操作简便，可以适用于半导体材料的批量腐蚀制备，例如磷化铟研磨片的腐蚀加工，腐蚀方法工艺简单、高效，腐蚀效果稳定。腐蚀效果稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种腐蚀液及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及材料加工
，更具体地，涉及一种腐蚀液及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]磷化铟衬底是当今信息社会和经济发展中具有战略性地位的III
‑
V族半导体材料之一，主要用于制备发光二极管、激光器、探测器、毫米波器件、5G通信、高频卫星通信以及智能汽车雷达等，在光通信、无线通信两大领域具有重要的应用和可观的市场需求。
[0003]磷化铟单晶锭加工为开盒即用的高品质衬底大致需要经过切割、研磨、腐蚀、抛光和清洗等工艺，其中腐蚀工艺的目的是去除材料厚度，获得洁净的研磨片表面。但是，由于磷化铟属于极其软脆的材料，研磨过程中产生的亚表面晶格损伤不能在抛光工艺中有效去除，致使衬底表面存在一定厚度的损伤层。腐蚀工艺是晶片加工的关键步骤，决定了抛光前晶片表面的亚表面损伤深度，同时对晶片表面特别是单面抛光晶片背面的表面粗糙度和表面质量起到至关重要的作用。使用传统腐蚀液腐蚀后的研磨片表面很容易出现水波纹和亮点等类型的表面缺陷，严重影响晶片的表面质量和过片率，表面粗糙度较大。因此，亟需开发一种不会造成晶片表面缺陷的腐蚀工艺。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种腐蚀液及其制备方法和应用，本专利技术的腐蚀液用于腐蚀工艺中，能够降低晶片表面粗糙度，腐蚀后材料的表面粗糙度不超过0.7μm，腐蚀后的晶片外观均匀一致，无可见表面缺陷。
[0005]本专利技术的第一方面提供一种腐蚀液。
[0006]具体地，一种腐蚀液，包括第一腐蚀液和第二腐蚀液；
[0007]所述第一腐蚀液包括如下组分：冰醋酸、三氧化铬、氢氟酸和水；
[0008]所述第二腐蚀液包括如下组分：氢氟酸、硝酸和水。
[0009]本专利技术提供了一种腐蚀液，包括第一腐蚀液和第二腐蚀液，第一腐蚀液包括冰醋酸、三氧化铬、氢氟酸和水，其中三氧化铬作为氧化剂，冰醋酸和氢氟酸作为腐蚀剂，在腐蚀过程中，氧化剂氧化晶片表面，腐蚀剂腐蚀剥离表面氧化层，然后通过再氧化、再腐蚀的连续过程，实现晶片表面材料厚度的均匀去除，还可以实现晶片表面损伤材料的快速去除。第二腐蚀液由强腐蚀剂氢氟酸和弱氧化剂硝酸组成，氧化腐蚀过程中的氧化速率非常缓慢，大大限制了材料的平均去除速率，可以缓慢去除表面材料，同时保证晶片表面的平整度和表面粗糙度。本专利技术提供的腐蚀液可以用于半导体材料的加工过程中，例如磷化铟研磨片的腐蚀加工，采用本专利技术的腐蚀液腐蚀加工后可有效改善磷化铟研磨片的亚表面损伤，同时腐蚀液腐蚀速率均匀，避免了水波纹及亮点缺陷的产生，表面粗糙度很小，腐蚀后表面平整光洁，满足了后续的抛光和清洗工艺的要求。
[0010]优选地，所述冰醋酸、三氧化铬、氢氟酸和水的配比为(15
‑
25)mL：(1
‑
3)g：(1
‑
5)mL：(20
‑
35)mL。
[0011]更优选地，所述冰醋酸、三氧化铬、氢氟酸和水的配比为(15
‑
20)mL：(1
‑
2)g：(2
‑
5)mL：(20
‑
30)mL。
[0012]优选地，所述氢氟酸、硝酸和水的体积比为(1
‑
3)：(2
‑
7)：(10
‑
15)。
[0013]更优选地，所述氢氟酸、硝酸和水的体积比为(1
‑
2)：(2
‑
5)：(10
‑
13)。
[0014]优选地，所述第一腐蚀液的腐蚀速率为2
‑
8μm/min。
[0015]优选地，所述第二腐蚀液的腐蚀速率约为0.3
‑
1μm/min。
[0016]本专利技术的第二方面提供一种腐蚀液的制备方法。
[0017]一种腐蚀液的制备方法，包括如下步骤：
[0018]将第一腐蚀液的各组分混合，制得第一腐蚀液；
[0019]将第二腐蚀液的各组分混合，制得第二腐蚀液。
[0020]本专利技术的第三方面提供一种腐蚀液的应用。
[0021]一种腐蚀液在半导体材料加工领域中的应用。
[0022]优选地，所述半导体材料为磷化铟。
[0023]一种腐蚀方法，包括如下步骤：
[0024]依次采用所述第一腐蚀液和所述第二腐蚀液对待腐蚀的材料进行腐蚀。
[0025]优选地，包括如下步骤：
[0026]先分别配置第一腐蚀液和第二腐蚀液；
[0027]将待腐蚀的材料放入第一腐蚀液中进行第一腐蚀；
[0028]第一腐蚀完成后，清洗材料；
[0029]将材料放入第二腐蚀液中进行腐蚀；
[0030]第二腐蚀完成后，将材料进行干燥；
[0031]所述第一腐蚀和第二腐蚀的温度为10
‑
50℃；
[0032]所述第一腐蚀的时间为2
‑
8min；
[0033]所述第二腐蚀的时间为20
‑
100s。
[0034]优选地，所述第一腐蚀和第二腐蚀的温度为10
‑
20℃。
[0035]优选地，所述第二腐蚀的时间为20
‑
100s。
[0036]更优选地，所述第二腐蚀的时间为20
‑
30s。
[0037]优选地，所述清洗采用水。
[0038]优选地，所述干燥为采用氮气吹干。
[0039]优选地，所述氮气的流速为1
‑
10m/s。
[0040]相对于现有技术，本专利技术的有益效果如下：
[0041](1)本专利技术的腐蚀液包括第一腐蚀液和第二腐蚀液，第一腐蚀液包括冰醋酸、三氧化铬、氢氟酸和水，第二腐蚀液包括氢氟酸、硝酸和水，通过两种腐蚀液的配合，使得腐蚀后的材料的亚表面损伤能够有效改善，同时腐蚀液腐蚀速率均匀，避免了水波纹及亮点等缺陷的产生，形成表面光洁、表面粗糙度很小的表面，改善研磨片表面质量，本专利技术的产品腐蚀后材料的表面粗糙度不超过0.7μm，腐蚀后的晶片外观均匀一致，无可见缺陷，可满足后续工艺如抛光和清洗的要求；
[0042](2)本专利技术将待腐蚀的材料先后依次放入第一腐蚀液和第二腐蚀液中进行腐蚀，本专利技术的腐蚀方法操作简便，腐蚀的温度低，时间短，可以适用于半导体材料的批量腐蚀制
备，例如磷化铟研磨片的腐蚀加工，可获得的表面光洁、表面粗糙度小的材料，提供的腐蚀方法工艺简单、高效，腐蚀效果稳定。
附图说明
[0043]图1为本专利技术实施例1的腐蚀方法流程图；
[0044]图2为本专利技术实施例1制得的腐蚀后的磷化铟研磨片在日光灯下的图片；
[0045]图3为本专利技术实施例1制得的腐蚀后的磷化铟研磨片采用白光干涉仪的检测结果；
[0046]图4为本专利技术对比例1制得的腐蚀本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种腐蚀液，其特征在于，包括第一腐蚀液和第二腐蚀液；所述第一腐蚀液包括如下组分：冰醋酸、三氧化铬、氢氟酸和水；所述第二腐蚀液包括如下组分：氢氟酸、硝酸和水。2.根据权利要求1所述的腐蚀液，其特征在于，所述冰醋酸、三氧化铬、氢氟酸和水的配比为(15
‑
25)mL：(1
‑
3)g：(1
‑
5)mL：(20
‑
35)mL。3.根据权利要求1所述的腐蚀液，其特征在于，所述氢氟酸、硝酸和水的体积比为(1
‑
3)：(2
‑
7)：(10
‑
15)。4.权利要求1
‑
3任一项所述腐蚀液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将第一腐蚀液的各组分混合，制得第一腐蚀液；将第二腐蚀液的各组分混合，制得第二腐蚀液。5.权利要求1

【专利技术属性】
技术研发人员：伍文峰，黄延乔，
申请(专利权)人：珠海鼎泰芯源晶体有限公司，
类型：发明
国别省市：