III-V族氮化物晶片N极性面单面抛光方法及III-V族氮化物晶片技术

本发明专利技术提供了一种III

【技术实现步骤摘要】
III
‑
V族氮化物晶片N极性面单面抛光方法及III
‑
V族氮化物晶片


[0001]本专利技术涉及III
‑
V族氮化物制造
，尤其涉及一种III
‑
V族氮化物晶片N极性面单面抛光方法及III
‑
V族氮化物晶片。

技术介绍

[0002]GaN是一种
Ⅲ‑Ⅴ
族化合物半导体材料。N极性III
‑
V族氮化物晶片与Ga极性III
‑
V族氮化物晶片相比具有不同的极性、表面悬挂键和表面重构方式，能够实现很多新型的器件结构，并获得Ga极性晶片所不具备的性能。N极性III
‑
V族氮化物晶片借助与传统Ga极性III
‑
V族氮化物晶片的极性相反这一特征，以低接触电阻，高2DEG限阈性，在高频、大功率微波晶片管、增强型器件及传感器等应用方面显示出了极大的优势。
[0003]但是，III
‑
V族氮化物晶片的N极性面，存在化学稳定性差，易腐蚀，抛光难度大，外延表面易产生缺陷，表面粗糙度大等问题，而以上问题大部分是N极性面性质决定的。对于III
‑
V族氮化物晶片的N极性面研磨抛光的问题上，可通过研磨时的压力控制或者选择中性二氧化硅抛光液及抛光速率控制予以解决。良好的抛光效果可以使得III
‑
V族氮化物晶片表面的粗糙度越小，且III
‑
V族氮化物晶片的表面越平整，以此对消除热效应及晶格缺陷具有重大技术意义。现有技术中，III
‑
V族氮化物晶片表面的抛光包括机械抛光和化学机械抛光(CMP)两个工艺步骤，获得的III
‑
V族氮化物晶片表面粗糙度均方根(Ra)只能达到0.6nm，并且对III
‑
V族氮化物晶片的晶面的(0001)面斜切角度适应性不佳。
[0004]有鉴于此，有必要对现有技术中的III
‑
V族氮化物晶片N极性面单面抛光方法和III
‑
V族氮化物晶片予以改进，以解决上述问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于揭示一种III
‑
V族氮化物晶片N极性面单面抛光方法和III
‑
V族氮化物晶片，用以降低III
‑
V族氮化物晶片的N极性面表面粗糙度均方根，并获得表面粗糙度低、晶格缺陷少的III
‑
V族氮化物晶片。
[0006]为实现上述目的之一，本专利技术提供了一种III
‑
V族氮化物晶片N极性面单面抛光方法，包括：
[0007]提供一III
‑
V族氮化物晶片，III
‑
V族氮化物晶片为(0001)面晶片取向，(0001)面朝向M面方向的斜切角为0.2
‑
10
°
；
[0008]采用pH值为7
‑
8的纳米级抛光液对所述III
‑
V族氮化物晶片的N极性面进行抛光，其中，抛光的工艺参数为：抛光压力为140
‑
220g/cm2，抛光盘转速为25
‑
35rpm，以使所述III
‑
V族氮化物晶片的N极性面的表面粗糙度均方根小于第一预设阈值。
[0009]作为本专利技术的进一步改进，在抛光压力不变的情况下，所述斜切角在0.2
‑
10
°
内变化时，随着斜切角的增大，斜切角每增大1
°
，抛光速率增大16
‑
20nm/min。
[0010]作为本专利技术的进一步改进，对所述III
‑
V族氮化物晶片的N极性面进行抛光之前，
还包括：采用研磨剂和研磨装置对所述III
‑
V族氮化物晶片进行多次单面减薄处理，以使所述III
‑
V族氮化物晶片的厚度小于第二预设阈值。
[0011]作为本专利技术的进一步改进，所述采用研磨剂和研磨装置对所述III
‑
V族氮化物晶片进行多次单面减薄处理，以使所述III
‑
V族氮化物晶片的厚度小于第二预设阈值，包括：对所述III
‑
V族氮化物晶片进行第一次单面减薄处理，采用第一研磨剂和第一研磨装置对所述III
‑
V族氮化物晶片的Ga极性面进行减薄处理，其中，所述第一次单面减薄处理的工艺参数为：研磨压力为15
‑
55g/cm2，研磨盘转速为20
‑
50rpm，面内总厚度偏差<5μm，所述第二预设阈值为390μm。
[0012]作为本专利技术的进一步改进，所述采用研磨剂和研磨装置对所述III
‑
V族氮化物晶片进行多次单面减薄处理，以使所述III
‑
V族氮化物晶片的厚度小于第二预设阈值，还包括：对所述III
‑
V族氮化物晶片进行第二次单面减薄处理，采用第一研磨剂和第一研磨装置对所述III
‑
V族氮化物晶片的N极性面进行减薄处理，其中，所述第二次单面减薄处理的工艺参数为：研磨压力为15
‑
55g/cm2，研磨盘转速为20
‑
50rpm，面内总厚度偏差<5μm，所述第二预设阈值为380μm。
[0013]作为本专利技术的进一步改进，所述第一研磨剂为碳化硼粉或者氧化硅粉，碳化硼粉或者氧化硅粉的粒径为15
‑
25μm。
[0014]作为本专利技术的进一步改进，所述采用研磨剂和研磨装置对所述III
‑
V族氮化物晶片进行多次单面减薄处理，以使所述III
‑
V族氮化物晶片的厚度小于第二预设阈值，还包括：对所述III
‑
V族氮化物晶片进行第三次单面减薄处理，采用第二研磨剂和第二研磨装置对所述III
‑
V族氮化物晶片的N极性面进行减薄处理，其中，所述第三次单面减薄处理的工艺参数为：研磨压力为15
‑
55g/cm2，研磨盘转速为20
‑
50rpm，面内总厚度偏差<3μm，所述第二预设阈值为370μm。
[0015]作为本专利技术的进一步改进，所述第二研磨剂为金刚石研磨液，金刚石研磨液的粒径为5
‑
10μm；所述第二研磨装置为树脂铜盘。
[0016]作为本专利技术的进一步改进，所述采用研磨剂和研磨装置对所述III
‑
V族氮化物晶片进行多次单面减薄处理，以使所述III
‑
V族氮化物晶片的厚度小于第二预设阈值，还包括：对所述III
‑
V族氮化物晶片进行第四次单面减薄处理，采用第三研磨装置对所述III
‑
V族氮化物晶片的N极性面进行减薄处理，其中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种III
‑
V族氮化物晶片N极性面单面抛光方法，其特征在于，包括：提供一III
‑
V族氮化物晶片，III
‑
V族氮化物晶片为(0001)面晶片取向，(0001)面朝向M面方向的斜切角为0.2
‑
10
°
；采用pH值为7
‑
8的纳米级抛光液对所述III
‑
V族氮化物晶片的N极性面进行抛光，其中，抛光的工艺参数为：抛光压力为140
‑
220g/cm2，抛光盘转速为25
‑
35rpm，以使所述III
‑
V族氮化物晶片的N极性面的表面粗糙度均方根小于第一预设阈值。2.根据权利要求1所述的III
‑
V族氮化物晶片N极性面单面抛光方法，其特征在于，在抛光压力不变的情况下，所述斜切角在0.2
‑
10
°
内变化时，随着斜切角的增大，斜切角每增大1
°
，抛光速率增大16
‑
20nm/min。3.根据权利要求1所述的III
‑
V族氮化物晶片N极性面单面抛光方法，其特征在于，对所述III
‑
V族氮化物晶片的N极性面进行抛光之前，还包括：采用研磨剂和研磨装置对所述III
‑
V族氮化物晶片进行多次单面减薄处理，以使所述III
‑
V族氮化物晶片的厚度小于第二预设阈值。4.根据权利要求3所述的III
‑
V族氮化物晶片N极性面单面抛光方法，其特征在于，所述采用研磨剂和研磨装置对所述III
‑
V族氮化物晶片进行多次单面减薄处理，以使所述III
‑
V族氮化物晶片的厚度小于第二预设阈值，包括：对所述III
‑
V族氮化物晶片进行第一次单面减薄处理，采用第一研磨剂和第一研磨装置对所述III
‑
V族氮化物晶片的Ga极性面进行减薄处理，其中，所述第一次单面减薄处理的工艺参数为：研磨压力为15
‑
55g/cm2，研磨盘转速为20
‑
50rpm，面内总厚度偏差<5μm，所述第二预设阈值为390μm。5.根据权利要求4所述的III
‑
V族氮化物晶片N极性面单面抛光方法，其特征在于，所述采用研磨剂和研磨装置对所述III
‑
V族氮化物晶片进行多次单面减薄处理，以使所述III
‑
V族氮化物晶片的厚度小于第二预设阈值，还包括：对所述III
‑
V族氮化物晶片进行第二次单面减薄处理，采用第一研磨剂和第一研磨装置对所述III
‑
V族氮化物晶片的N极性面进行减薄处理，其中，所述第二次单面减薄处理的工艺参数为：研磨压力为15
‑
55g/cm2，研磨盘转速为20
‑
50rpm，面内总厚度偏差<5μm，所述第二预设阈值为380μm。6.根据权利要求4或5所述的III
‑
V族氮化物晶片N极性面单面抛光方法，其特征在于，所述第一研磨剂为碳化硼粉或者氧化硅粉，碳化硼粉或者氧化硅粉的粒径为15
‑
25μm。7.根据权利要求6所述的III
‑
V族氮化物晶片N极性面单面抛光方法，其特征在于，所述采用研磨剂和研磨装置对所述III<...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈吉湖，吉玉宁，尚娟，
申请(专利权)人：苏州纳维科技有限公司，
类型：发明
国别省市：