一种对InP材料进行减薄和抛光的方法技术

本发明专利技术公开了一种对InP材料进行减薄和抛光的方法，包括：制作对InP材料进行减薄用的硅片研磨衬垫；利用该硅片研磨衬垫对InP材料进行减薄；对InP材料进行化学机械抛光；对完成化学机械抛光的InP材料进行清洗；以及将清洗后的InP材料放入ICP刻蚀机进行等离子抛光。利用本发明专利技术，大大提高了减薄效果，实现了无污染，低损伤，高效率，镜面效果的减薄抛光衬底，解决了InP?MMIC后道的工艺难题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及InP MMIC制备
，尤其涉及一种改进的对InP材料进行减薄和抛光的方法。
技术介绍
随着高新技术不断应用于军事领域，射频微波信号频率越来越高，频段越来越宽，数字芯片的处理能力越来越强，现代战争逐渐进入了信息化时代和数字化时代。电子器件的快速发展使信号的传输速率越来越快，II1-V族化合物凭借其优良的频率特性，其半导体器件和相关的超高速数字/数模混合电路正在成为军事通讯、雷达、制导、空间防御、高速智能化武器及电子对抗等现代化国防装备的核心部件之一。特别是在太赫兹研究领域，InP材料的使用方兴未艾。在众多的II1-V族化合物半导体器件中，InP材料具有独特的优势，这主要得益于其优良的材料特性，例如InGaAs和InP之间很小的晶格失配，以及很高的电子饱和速率等等，所以不论HEMT结构或者HBT结构，都有非常优异的高频、大功率性能。但是InP材料的物理性能却很差，非常易碎，很小的碰撞或振动都会导致晶圆碎裂而前功尽弃，因此InP材料额制造加工就面临很多工艺上的难题。对于超高频率、大功率的InP丽IC而言，其散热问题一直难以很好的解决，比较成熟的解决方法是在InP晶圆衬底背面制作大面积的散热金属，将正面MMIC电路和背面散热金属通过金属联通，实现热量的有效释放。基于此解决方案，对InP晶圆衬底进行减薄，使之达到很薄的厚度，并且减薄的表面要实现镜面效果以满足背面金属的强力粘附。但是InP脆弱的物理性能导致低厚度减薄和镜面效果抛光的工艺难度很大，因此完善InP材料的低损伤低厚度的减薄和抛光工艺有重要意义。
技术实现思路
(一 )要解决的技术问题有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供。( 二 )技术方案为达到上述目的，本专利技术提供了，包括:制作对InP材料进行减薄用的硅片研磨衬垫；利用该硅片研磨衬垫对InP材料进行减薄；对InP材料进行化学机械抛光；对完成化学机械抛光的InP材料进行清洗；以及将清洗后的InP材料放入ICP刻蚀机进行等离子抛光。上述方案中，所述制作对InP材料进行减薄用的硅片研磨衬垫的步骤，包括:对硅片进行标准RCA清洗工艺；以及使用溅射台在清洗后的硅片抛光面表面采用RF等离子溅射TiAl2O3纳米颗粒膜层结构，形成娃片研磨衬垫。上述方案中，所述对硅片进行标准RCA清洗工艺的步骤，包括:用SC-3试剂在100 130°C温度下对硅片进行清洗:SC-3试剂中各成份体积比SH2SO4: H2O2: H2O =1: 3: 20，时间10分钟；用SC-1试剂在65 80°C温度下对硅片进行清洗，SC-1试剂中各成份体积比为NH4OH: HO2: H2O = 1:1: 5，时间10分钟；用DHF在20 25°C温度下对硅片进行清洗，DHF中各成份体积比为HF: H2O = 1: 10，时间10分钟；用SC-2试剂在65 80°C温度下对硅片进行清洗，SC-2试剂中各成份体积比为HCl: H2O2: H2O =1:1: 6，时间10分钟；以及用去离子水(DI)冲洗干净，N2吹干。上述方案中，所述使用溅射台在清洗后的硅片抛光面表面采用RF等离子溅射Ti/Al2O3纳米颗粒膜层结构的步骤中，Ti厚度为50nm 80nm，Al2O3厚度为5 y m 6 y m，膜层厚度均匀性±3%。上述方案中，所述利用该硅片研磨衬垫对InP材料进行减薄的步骤，包括:利用该娃片研磨衬垫，将待减薄的InP材料装于研磨夹具上，开始减薄；该娃片研磨衬垫转速30rpm 60rpm, InP材料自转80rpm 200rpm,研磨衆液采用次氯酸钠水溶液和3 y m Al2O3粉，PH值11 12.5，压强0.lkg/cm2。所述InP材料减薄的最终厚度为60 u m。上述方案中，所述对InP材料进行化学机械抛光的步骤，包括:使用聚酰亚胺树脂抛光垫，抛光浆液成份为:30nm粒径SiO2粉末和四甲基氢氧化铵5 10% (体积比)水溶液，PH值12,抛光塾转速40rpm 50rpm, InP材料自转IOOrpm 120rpm,压强0.15kg/cm2,InP材料抛光完毕后的厚度小于30 u m,结束化学机械抛光工艺。上述方案中，所述对完成化学机械抛光的InP材料进行清洗的步骤，包括:采用比例1: 10的脂肪醇醚硫酸钠水溶液对完成化学机械抛光的InP材料进行清洗，溶液温度40 0C，清洗完成后，使用热氮气吹干。上述方案中，所述将清洗后的InP材料放入ICP刻蚀机进行等离子抛光的步骤，包括:采用Cl2气30sccm，Ar气2sccm，RF功率20W 40W，ICP功率200W 300W，刻蚀10分钟 15分钟，再用He气5sccm, RFlOff刻蚀10 15分钟。(三)有益效果从上述技术方案可以看出，本专利技术具有以下有益效果:本专利技术的这种对InP材料进行减薄和抛光的方法，有效的提高了 InP衬底抛光后的表面形貌。减薄加工过程采用溅射制备Al2O3膜层作为减薄研磨载体，溅射Al2O3纳米颗粒膜层均匀性好，致密性高，因此制备出的InP衬底减薄表面均匀性优秀，InP衬底损伤小，减薄本身没有引入其他杂质，无污染。Al2O3膜层消耗完成后可以再次溅射新的膜层继续使用，效率高，重复性好。最后阶段的等离子抛光工艺实现了表面粗糙度的精度大幅提升，达到了外延级别的镜面效果，用He可以去除InP表面的残留杂质。InP衬底最终厚度小于30 u m,厚度误差± I U m，表面粗糙度Ra小于2nm。附图说明图1是本专利技术提供的对InP材料进行减薄和抛光的方法流程图；图2是依据本专利技术采用溅射制备淀积TiAl2O3纳米颗粒膜层结构的示意图；图3是依据本专利技术采用TiAl2O3纳米颗粒膜层进行减薄的示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。本专利技术提供的对InP材料进行减薄和抛光的方法，包括以下步骤:步骤1:对硅片进行标准RCA清洗工艺:(I)、用SC-3试剂在100°C 130°C温度下对硅片进行清洗:SC_3试剂中各成份体积比为 H2SO4: H2O2: H2O = I: 3: 20，时间 10 分钟；(2)、用SC-1试剂在65 80°C温度下对硅片进行清洗，SC-1试剂中各成份体积比为 NH4OH: H02: H20 = I: I: 5，时间 10 分钟；(3)、用DHF在20 25°C温度下对硅片进行清洗，DHF中各成份体积比为HF: H2O=I: 10，时间10分钟；(4)、用SC-2试剂在65 80°C温度下对硅片进行清洗，SC_2试剂中各成份体积比为 HCl: H2O2: H2O = I: I: 6，时间 10 分钟；(5)、用去离子水(DI)冲洗干净，N2吹干；步骤2:使用溅射台在步骤I清洗后的硅片抛光面表面采用RF等离子溅射Ti/Al2O3纳米颗粒膜层结构，Ti厚度50nm 80nm，Al2O3厚度5 y m 6 y m，膜层厚度均匀性±3%,图2所示；步骤3:对InP材料进行减薄工艺:将步骤2的硅片作为研磨衬垫，将待减薄的InP衬底装于研磨夹具上，开始减薄(图3所示)。娃片研磨衬垫转速30rpm 60rpm, InP衬底自转80rpm 200rpm，研磨浆液采用次氯酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对InP材料进行减薄和抛光的方法，其特征在于，包括：制作对InP材料进行减薄用的硅片研磨衬垫；利用该硅片研磨衬垫对InP材料进行减薄；对InP材料进行化学机械抛光；对完成化学机械抛光的InP材料进行清洗；以及将清洗后的InP材料放入ICP刻蚀机进行等离子抛光。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：汪宁，苏永波，金智，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：