一种锑化镓外延片去除外延层的方法转让专利

申请号 : CN202310540390.0

文献号 : CN116252188B

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发明人 : 陈意桥钱磊孙维国

申请人 : 苏州焜原光电有限公司

摘要 :

本发明提供了一种锑化镓外延片去除外延层的方法,包括如下步骤:S1、对锑化镓外延片进行厚度分选;S2、对分选后厚度一致的锑化镓外延片进行打磨,直至完全去除异质外延层后停止,得到完全暴露出同质外延层的第一外延片;S3、将第一外延片浸入酸性腐蚀液,得到第二外延片,其中,酸性腐蚀液由体积百分比为4%‑5%的磷酸、23%‑24%的双氧水、23%‑24%的柠檬酸及47%‑50%的乙酸组成,磷酸浓度为85‑90%,双氧水浓度27‑30%,柠檬酸浓度为95‑98%,乙酸浓度为5‑8%;S4、对第二外延片进行机械抛光,直至完全去除同质外延层及其表面的残留应力,得到能够再次利用的锑化镓衬底。

权利要求 :

1.一种锑化镓外延片去除外延层的方法,所述锑化镓外延片包括依次排列的锑化镓衬底、同质外延层以及异质外延层,其特征在于:包括如下步骤:S1、对所述锑化镓外延片进行厚度分选;

S2、对分选后厚度一致的所述锑化镓外延片进行打磨,直至完全去除所述异质外延层后停止,得到完全暴露出所述同质外延层的第一外延片;

S3、将所述第一外延片浸入酸性腐蚀液,得到第二外延片,其中,酸性腐蚀液由体积百分比为4%‑5%的磷酸、23%‑24%的双氧水、23%‑24%的柠檬酸及47%‑50%的乙酸组成,所述磷酸浓度为85‑90%,所述双氧水浓度27‑30%,所述柠檬酸浓度为95‑98%,所述乙酸浓度为5‑8%;

S4、对所述第二外延片进行抛光,直至完全去除所述同质外延层及其表面的残余应力,得到能够再次利用的锑化镓衬底。

2.根据权利要求1所述的锑化镓外延片去除外延层的方法,其特征在于:步骤S1具体为:在所述锑化镓外延片表面间隔设置多个检测点,分别测量每个所述检测点处的所述锑化镓外延片的厚度,计算平均值后得到所述锑化镓外延片的实际厚度。

3.根据权利要求1所述的锑化镓外延片去除外延层的方法,其特征在于:在步骤S2中采用金刚石砂轮进行打磨,所述金刚石砂轮目数为1000‑3000目,转速为500‑3000rpm,处理时间为2‑4分钟。

4.根据权利要求1所述的锑化镓外延片去除外延层的方法,其特征在于:所述异质外延层厚度为3.0um±2.0um。

5.根据权利要求1所述的锑化镓外延片去除外延层的方法,其特征在于:所述异质外延层为二类超晶格材料、锑化镓或砷化铟中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的锑化镓外延片去除外延层的方法,其特征在于:所述同质外延层基质为二类超晶格材料或锑化镓中的一种,且所述同质外延层与所述异质外延层为不同材质。

7.根据权利要求1所述的锑化镓外延片去除外延层的方法,其特征在于:步骤S3中,浸入时间为1.5‑3.0min,浸入温度为23.0±1.0℃。

8.根据权利要求1所述的锑化镓外延片去除外延层的方法,其特征在于:步骤S3中,所述第一外延片通过移动支架在所述酸性腐蚀液中匀速移动。

9.根据权利要求1所述的锑化镓外延片去除外延层的方法,其特征在于:所述锑化镓衬底与所述同质外延层相异侧的表面设置有石蜡保护层。

说明书 :

一种锑化镓外延片去除外延层的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及化合物半导体晶片处理技术领域,特别涉及一种锑化镓外延片去除外延层的方法。

背景技术

[0002] 分子束外延是一种物理沉积单晶薄膜的方法,现已广泛应用于半导体膜的生长制备中,但是基于部分产品对于平滑度、稳定性和纯度的要求,外延层的生长往往达不到要求,因此会出现很多不合格的材料,对于这类次品,常规使用机械打磨的方式来去除衬底表面的外延层,以实现衬底的回收利用,减少损耗。
[0003] 锑化镓衬底是一种较为常见的衬底,其成本较高,强度较低,在打磨的过程中,如果不能精确控制打磨的力度和速度则会对锑化镓衬底造成损伤,严重时甚至会直接造成破片,此外打磨时还容易使磨头的金属离子等副产物在锑化镓衬底表面聚集,影响二次使用。

发明内容

[0004] 为此,本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中通过打磨外延层回收衬底时易损伤衬底或引入副产物的问题,提供一种化学去除锑化镓外延片的方法。
[0005] 为解决上述技术问题,本发明提供了一种锑化镓外延片去除外延层的方法,所述锑化镓外延片包括依次排列的锑化镓衬底、同质外延层以及异质外延层,其特征在于:包括如下步骤:S1、对所述锑化镓外延片进行厚度分选;S2、对分选后厚度一致的所述锑化镓外延片进行打磨,直至完全去除所述异质外延层后停止,得到完全暴露出所述同质外延层的第一外延片;S3、将所述第一外延片浸入酸性腐蚀液,得到第二外延片,其中,酸性腐蚀液由体积百分比为4%‑5%的磷酸、23%‑24%的双氧水、23%‑24%的柠檬酸及47%‑50%的乙酸组成,所述磷酸浓度为85‑90%,所述双氧水浓度27‑30%,所述柠檬酸浓度为95‑98%,所述乙酸浓度为5‑8%;S4、对所述第二外延片进行抛光,直至完全去除所述同质外延层及其表面的残余应力,得到能够再次利用的锑化镓衬底。
[0006] 在本发明的一个实施例中,所述步骤S1具体为:在所述锑化镓外延片表面间隔设置多个检测点,分别测量每个所述检测点处的所述锑化镓外延片的厚度,计算平均值后得到所述锑化镓外延片的实际厚度。
[0007] 在本发明的一个实施例中,在所述步骤S2中采用金刚石砂轮进行打磨,所述金刚石砂轮目数为1000‑3000目,转速为500‑3000rpm,处理时间为2‑4分钟。
[0008] 在本发明的一个实施例中,所述异质外延层厚度为3.0um±2.0um。
[0009] 在本发明的一个实施例中,所述异质外延层为二类超晶格材料、锑化镓或砷化铟中的一种。
[0010] 在本发明的一个实施例中,所述同质外延层基质为二类超晶格材料或锑化镓中的一种,且所述同质外延层与所述异质外延层为不同材质。
[0011] 在本发明的一个实施例中,所述步骤S3中,浸入时间为1.5‑3.0min,浸入温度为23.0±1.0℃。
[0012] 在本发明的一个实施例中,所述步骤S3中,所述第一外延片通过移动支架在所述酸性腐蚀液中匀速移动。
[0013] 在本发明的一个实施例中,所述锑化镓衬底与所述同质外延层相异侧的表面设置有石蜡保护层。
[0014] 本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:
[0015] 本发明所述的锑化镓外延片去除外延层的方法,将物理打磨与化学腐蚀相结合,共同去处锑化镓衬底上生长的外延层,在保证去除效果的同时避免了对锑化镓衬底的挤压损伤,提高了锑化镓衬底的二次利用率。

附图说明

[0016] 为了使本发明的内容更容易被清楚的理解,下面根据本发明的具体实施例并结合附图,对本发明作进一步详细的说明。
[0017] 图1是本发明中锑化镓外延片去除外延层的方法流程图;
[0018] 图2是本发明优选实施例中制得的锑化镓衬底拉曼光谱图。

具体实施方式

[0019] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明,以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施,但所举实施例不作为对本发明的限定。
[0020] 一种锑化镓外延片去除外延层的方法,锑化镓外延片包括依次排列的锑化镓衬底、同质外延层以及异质外延层,包括如下步骤:
[0021] S1、对锑化镓外延片进行厚度分选;
[0022] S2、对分选后厚度一致的锑化镓外延片进行打磨,直至完全去除异质外延层后停止,得到完全暴露出同质外延层的第一外延片;
[0023] S3、将第一外延片浸入酸性腐蚀液,得到第二外延片,其中,酸性腐蚀液由体积百分比为4%‑5%的磷酸、23%‑24%的双氧水、23%‑24%的柠檬酸及47%‑50%的乙酸组成,磷酸浓度为85‑90%,双氧水浓度27‑30%,柠檬酸浓度为95‑98%,乙酸浓度为5‑8%。
[0024] S4、对第二外延片进行机械抛光,直至完全去除同质外延层及保护层,得到能够再次利用的锑化镓衬底。
[0025] 其中,异质外延层为二类超晶格材料、锑化镓或砷化铟中的一种,同质外延层为二类超晶格材料、锑化镓或砷化铟中的一种,且同质外延层与异质外延层为不同材质。
[0026] 本发明提供的锑化镓外延片去除外延层的方法首先通过物理打磨简单高效地去除异质外延层,之后通过化学腐蚀安全稳定地去除同质外延层,最后采用抛光获得表面洁净且无磨损的锑化镓衬底,本发明的方法不同于常规仅通过物理去除外延层的方式,而是将物理去除与化学去除相结合,在达到彻底去除外延层目的的同时避免了对锑化镓衬底造成的磨损和挤压,提高了锑化镓衬底回收利用的质量和效率,大大降低了次品率,从而减少损失。实施例一
[0027] 本实施例中,同质外延层基质为锑化镓外延层,其中掺杂硅元素,异质外延层为二类超晶格材料,锑化镓衬底与同质外延层相对侧的表面设置有石蜡保护层,具体实施方式如下:
[0028] a)、厚度分选:参见图1中步骤S1所示,对锑化镓外延片进行厚度分选,筛选出厚度为500um的锑化镓外延片。在此过程中,需要在锑化镓外延片的表面间隔设置多个检测点,分别测量每个检测点处的锑化镓外延片的厚度,计算平均值后得到锑化镓外延片的实际厚度。本实施例中,在锑化镓外延片的表面间隔设置5个检测点,5个检测点分别位于锑化镓外延片的中心以及以锑化镓外延片中心沿四个方向向外辐射分布的四个检测点,以上述5个检测点的平均值为本锑化镓外延片的实际厚度。
[0029] b)、去除异质外延层:参见图1中步骤S2所示,对分选后厚度均为500um的锑化镓外延片进行打磨,以去除异质外延层。本实施例中异质外延层厚度为5.0um,且本实施例采用金刚石砂轮进行打磨,进一步地,金刚石砂轮目数为1000目,转速为500rpm,处理时间为4分钟,在此过程中,操作人员能够依据实际情况控制打磨过程的进行与中止,从而合理地控制锑化镓外延片表面的去除厚度。本操作能够提高异质外延层的减薄效率及良率,保持异质外延均匀去除的同时杜绝减薄过程中由于打磨过程中的机械应力造成同质外延层的损伤,甚至锑化镓外延片整体的裂纹及崩边,从而均匀性获得平坦的同质外延层表面,为后续加工提供便利。
[0030] c)、去除同质外延层:参见图1中步骤S3所示,将第一外延片浸入酸性腐蚀液,其中,酸性腐蚀液由体积百分比为4%的磷酸、23%的双氧水、23%的柠檬酸及50%的乙酸组成,磷酸浓度为85%,双氧水浓度27%,柠檬酸浓度为95%,乙酸浓度为5%。本实施例中,需要先将第一外延片固定于专用移动清洗支架中,之后将此移动清洗支架设置于反应容器内,将配置好的酸性腐蚀液注入反应容器内部直至将第一外延片完全浸没后开始计时,本实施例中浸入时间为3.0min,浸入时的温度为24.0℃,在此过程中,同质外延层会在酸性腐蚀液的腐蚀作用下逐渐溶解,锑化镓衬底会在腐蚀作用下受到轻微腐蚀,但不影响其二次利用,反应后同质外延层几乎全部消失,第二外延片包括残留的同质外延层以及锑化镓衬底。
[0031] d)、抛光清洁:参见图1中步骤S4所示,第二外延片进行机械抛光。本实施例中采用自动抛光机对第二外延片进行抛光,从而去处其表面残留的同质外延层及其表面的残余应力,得到完整洁净的锑化镓衬底。在本锑化镓衬底进行二次利用时,其表面残留应力易产生晶格不匹配等问题,从而影响生长或形成生长缺陷,因此经过抛光清洁后的锑化镓衬底能够提高其二次生长的良品率。
[0032] 参见图2所示的拉曼光谱,拉曼频移峰234.31cm‑1,偏移量是1.99 cm‑1,其检测结‑1果表明:残余应力对于标准的锑化镓的拉曼频移峰值为236.3cm 、晶圆表面的拉曼峰偏移其标准拉曼峰值的大小,可产生红移现象。由此证明本方法制得的锑化镓衬底具有二次应用价值。
[0033] 本实施例中制备得到锑化镓衬底后,可以在其表面进行脱氧解吸,之后通过分子束外延法对其进行外延层的二次生长,得到同质外延层为锑化镓层、异质外延层为二类超晶格材料层的锑化镓外延片,二次次生长后的锑化镓外延片能够应用于红外探测器等相关领域。
[0034] 经上述过程处理后的锑化镓衬底结构完整,表面无划痕无破损,且达到了完全去除其外延层的目的。实施例二
[0035] 本实施例中,同质外延层基质为二类超晶格材料层,异质外延层为砷化铟,锑化镓衬底的下底面设置有石蜡保护层,具体实施方式如下:
[0036] a)、厚度分选:对锑化镓外延片进行厚度分选,筛选出厚度为520um的锑化镓外延片。在此过程中,需要在锑化镓外延片的表面间隔设置多个检测点,分别测量每个检测点处的锑化镓外延片的厚度,计算平均值后得到锑化镓外延片的实际厚度。本实施例中,在锑化镓外延片的表面间隔设置10个检测点,10个检测点分别位于锑化镓外延片的中心以及以锑化镓外延片中心沿9个方向向外辐射分布的9个检测点,以上述10个检测点的平均值为本锑化镓外延片的实际厚度。
[0037] b)、去除异质外延层:对分选后厚度均为520um的锑化镓外延片进行打磨,以去除异质外延层。本实施例中异质外延层厚度为4um,且本实施例采用金刚石砂轮进行打磨,进一步地,金刚石砂轮目数为3000目,转速为3000rpm,处理时间为2分钟,在此过程中,操作人员能够依据实际情况控制打磨过程的进行与中止,从而合理地控制锑化镓外延片表面的去除厚度。本操作能够提高异质外延层的减薄效率及良率,保持异质外延均匀去除的同时杜绝减薄过程中由于打磨过程中的机械应力造成同质外延层的损伤,甚至锑化镓外延片整体的裂纹及崩边,从而均匀性获得平坦的同质外延层表面,为后续加工提供便利。
[0038] c)、去除同质外延层:将第一外延片浸入酸性腐蚀液,其中,酸性腐蚀液由体积百分比为5%的磷酸、24%的双氧水、24%的柠檬酸及47%的乙酸组成,磷酸浓度为90%,双氧水浓度30%,柠檬酸浓度为98%,乙酸浓度为8%。本实施例中,需要先将第一外延片固定于专用移动清洗支架中,之后将此移动清洗支架设置于反应容器内,将配置好的酸性腐蚀液注入反应容器内部直至将第一外延片完全浸没后开始计时,本实施例中浸入时间为1.5min,浸入时的温度为23.0℃,在此过程中,同质外延层会在酸性腐蚀液的腐蚀作用下逐渐溶解,锑化镓衬底会在腐蚀作用下受到轻微腐蚀,但不影响其二次利用,反应后同质外延层几乎全部消失,第二外延片包括残留的同质外延层以及锑化镓衬底。
[0039] d)、抛光清洁:第二外延片进行机械抛光。本实施例中采用自动抛光机对第二外延片进行抛光,从而去处其表面残留的同质外延层及其表面的残余应力,得到完整洁净的锑化镓衬底。
[0040] 经上述过程处理后的锑化镓衬底结构完整,表面无划痕无破损,且达到了完全去除其外延层的目的,得到的锑化镓衬底具有二次利用价值。实施例三
[0041] 本实施例中,同质外延层基质为锑化镓外延层,其中掺杂硅元素,异质外延层为二类超晶格材料,锑化镓衬底与同质外延层相异侧的表面设置有石蜡保护层,具体实施方式如下:
[0042] a)、厚度分选:对锑化镓外延片进行厚度分选,筛选出厚度为500um的锑化镓外延片。在此过程中,需要在锑化镓外延片的表面间隔设置多个检测点,分别测量每个检测点处的锑化镓外延片的厚度,计算平均值后得到锑化镓外延片的实际厚度。本实施例中,在锑化镓外延片的表面间隔设置6个检测点,6个检测点分别由锑化镓外延片的表面随机选取,以上述6个检测点的平均值为本锑化镓外延片的实际厚度。
[0043] b)、去除异质外延层:对分选后厚度均为500um的锑化镓外延片进行打磨,以去除异质外延层。本实施例中异质外延层厚度为4.0um,且本实施例采用金刚石砂轮进行打磨,进一步地,金刚石砂轮目数为2000目,转速为2000rpm,处理时间为3分钟,在此过程中,操作人员能够依据实际情况控制打磨过程的进行与中止,从而合理地控制锑化镓外延片表面的去除厚度。本操作能够提高异质外延层的减薄效率及良率,保持异质外延均匀去除的同时杜绝减薄过程中由于打磨过程中的机械应力造成同质外延层的损伤,甚至锑化镓外延片整体的裂纹及崩边,从而均匀性获得平坦的同质外延层表面,为后续加工提供便利。
[0044] c)、去除同质外延层:将第一外延片浸入酸性腐蚀液,其中,酸性腐蚀液由体积百分比为4.5%的磷酸、23%的双氧水、24%的柠檬酸及48.5%的乙酸组成,磷酸浓度为88%,双氧水浓度28%,柠檬酸浓度为97%,乙酸浓度为6%。本实施例中,需要先将第一外延片固定于专用移动清洗支架中,之后将此移动清洗支架设置于反应容器内,将配置好的酸性腐蚀液注入反应容器内部直至将第一外延片完全浸没后开始计时,本实施例中浸入时间为2.5min,浸入时的温度为22.0℃,在此过程中,同质外延层会在酸性腐蚀液的腐蚀作用下逐渐溶解,锑化镓衬底会在腐蚀作用下受到轻微腐蚀,但不影响其二次利用,反应后同质外延层几乎全部消失,第二外延片包括残留的同质外延层以及锑化镓衬底。
[0045] d)、抛光清洁:第二外延片进行机械抛光。本实施例中采用自动抛光机对第二外延片进行抛光,从而去处其表面残留的同质外延层以及其表面的残余应力,得到完整洁净的锑化镓衬底。
[0046] 经上述过程处理后的锑化镓衬底结构完整,表面无划痕无破损,能够得到表面洁净且无损伤的锑化镓衬底。实施例四
[0047] 本实施例中,同质外延层基质为锑化镓外延层,其中掺杂硅元素,异质外延层为二类超晶格材料层,锑化镓衬底与同质外延层相异侧的表面设置有石蜡保护层,具体实施方式如下:
[0048] a)、厚度分选:对锑化镓外延片进行厚度分选,筛选出厚度为510um的锑化镓外延片。在此过程中,需要在锑化镓外延片的表面间隔设置多个检测点,分别测量每个检测点处的锑化镓外延片的厚度,计算平均值后得到锑化镓外延片的实际厚度。本实施例中,在锑化镓外延片的表面间隔设置10个检测点,10个检测点分别由锑化镓外延片的表面随机选取,以上述10个检测点的平均值为本锑化镓外延片的实际厚度。
[0049] b)、去除异质外延层:对分选后厚度均为510um的锑化镓外延片进行打磨,以去除异质外延层。本实施例中异质外延层厚度为4.5um,且本实施例采用金刚石砂轮进行打磨,进一步地,金刚石砂轮目数为1800目,转速为1800rpm,处理时间为2.5分钟,在此过程中,操作人员能够依据实际情况控制打磨过程的进行与中止,从而合理地控制锑化镓外延片表面的去除厚度。本操作能够提高异质外延层的减薄效率及良率,保持异质外延均匀去除的同时杜绝减薄过程中由于打磨过程中的机械应力造成同质外延层的损伤,甚至锑化镓外延片整体的裂纹及崩边,从而均匀性获得平坦的同质外延层表面,为后续加工提供便利。
[0050] c)、去除同质外延层:将第一外延片浸入酸性腐蚀液,其中,酸性腐蚀液由体积百分比为4.8%的磷酸、23.5%的双氧水、23.5%的柠檬酸及48.2%的乙酸组成,磷酸浓度为87%,双氧水浓度29%,柠檬酸浓度为96%,乙酸浓度为7%。本实施例中,需要先将第一外延片固定于专用移动清洗支架中,之后将此移动清洗支架设置于反应容器内,将配置好的酸性腐蚀液注入反应容器内部直至将第一外延片完全浸没后开始计时,本实施例中浸入时间为2.8min,浸入时的温度为22.5℃,在此过程中,同质外延层会在酸性腐蚀液的腐蚀作用下逐渐溶解,锑化镓衬底会在腐蚀作用下受到轻微腐蚀,但不影响其二次利用,反应后同质外延层几乎全部消失,第二外延片包括残留的同质外延层、保护层以及锑化镓衬底。
[0051] d)、抛光清洁:第二外延片进行抛光。本实施例中采用自动抛光机对第二外延片进行抛光,从而去处其表面残留的同质外延层及其表面的残余应力,得到完整洁净的锑化镓衬底。
[0052] 经上述过程处理后的锑化镓衬底结构完整,表面无划痕无破损,且达到了完全去除其外延层的目的,能够获得完整洁净的锑化镓衬底。实施例五
[0053] 本实施例中,同质外延层基质为锑化镓层,其中掺杂硅元素,异质外延层为二类超晶格层,锑化镓衬底的下底面设置有石蜡保护层,具体实施方式如下:
[0054] a)、厚度分选:对锑化镓外延片进行厚度分选,筛选出厚度为520um的锑化镓外延片。在此过程中,需要在锑化镓外延片的表面间隔设置多个检测点,分别测量每个检测点处的锑化镓外延片的厚度,计算平均值后得到锑化镓外延片的实际厚度。本实施例中,在锑化镓外延片的表面间隔设置8个检测点,8个检测点沿锑化镓外延片的外围均匀间隔设置,以上述8个检测点的平均值为本锑化镓外延片的实际厚度。
[0055] b)、去除异质外延层:对分选后厚度均为520um的锑化镓外延片进行打磨,以去除异质外延层。本实施例中异质外延层厚度为3.0um,且本实施例采用金刚石砂轮进行打磨,进一步地,金刚石砂轮目数为1900目,转速为1500rpm,处理时间为2.0分钟,在此过程中,操作人员能够依据实际情况控制打磨过程的进行与中止,从而合理地控制锑化镓外延片表面的去除厚度。本操作能够提高异质外延层的减薄效率及良率,保持异质外延均匀去除的同时杜绝减薄过程中由于打磨过程中的机械应力造成同质外延层的损伤,甚至锑化镓外延片整体的裂纹及崩边,从而均匀性获得平坦的同质外延层表面,为后续加工提供便利。
[0056] c)、去除同质外延层:将第一外延片浸入酸性腐蚀液,其中,酸性腐蚀液由体积百分比为4.4%的磷酸、23.4%的双氧水、23.8%的柠檬酸及48.4%的乙酸组成,磷酸浓度为86.5%,双氧水浓度28.5%,柠檬酸浓度为96.5%,乙酸浓度为7.5%。本实施例中,需要先将第一外延片固定于专用移动清洗支架中,之后将此移动清洗支架设置于反应容器内,将配置好的酸性腐蚀液注入反应容器内部直至将第一外延片完全浸没后开始计时,本实施例中浸入时间为2.7min,浸入时的温度为24.0℃,在此过程中,同质外延层会在酸性腐蚀液的腐蚀作用下逐渐溶解,锑化镓衬底会在腐蚀作用下受到轻微腐蚀,但不影响其二次利用,反应后同质外延层几乎全部消失,第二外延片包括残留的同质外延层以及锑化镓衬底。
[0057] d)、抛光清洁:第二外延片进行机械抛光。本实施例中采用自动抛光机对第二外延片进行抛光,从而去处其表面残留的同质外延层及其表面的残余应力,得到完整洁净的锑化镓衬底。
[0058] 经上述过程处理后的锑化镓衬底结构完整,表面无划痕无破损,且达到了完全去除其外延层的目的,能够获得完整洁净的锑化镓衬底。实施例六
[0059] 本实施例中,同质外延层基质为锑化镓层,其中掺杂硅元素,异质外延层为二类超晶格层,锑化镓衬底与同质外延层相异侧的表面设置有石蜡保护层,具体实施方式如下:
[0060] a)、厚度分选:对锑化镓外延片进行厚度分选,筛选出厚度为515um的锑化镓外延片。在此过程中,需要在锑化镓外延片的表面间隔设置多个检测点,分别测量每个检测点处的锑化镓外延片的厚度,计算平均值后得到锑化镓外延片的实际厚度。本实施例中,在锑化镓外延片的表面间隔设置20个检测点,20个检测点分别由锑化镓外延片的表面随机选取,以上述20个检测点的平均值为本锑化镓外延片的实际厚度。
[0061] b)、去除异质外延层:对分选后厚度均为515um的锑化镓外延片进行打磨,以去除异质外延层。本实施例中异质外延层厚度为3.7um,且本实施例采用金刚石砂轮进行打磨,进一步地,金刚石砂轮目数为1800目,转速为700rpm,处理时间为3.5分钟,在此过程中,操作人员能够依据实际情况控制打磨过程的进行与中止,从而合理地控制锑化镓外延片表面的去除厚度。本操作能够提高异质外延层的减薄效率及良率,保持异质外延均匀去除的同时杜绝减薄过程中由于打磨过程中的机械应力造成同质外延层的损伤,甚至锑化镓外延片整体的裂纹及崩边,从而均匀性获得平坦的同质外延层表面,为后续加工提供便利。
[0062] c)、去除同质外延层:将第一外延片浸入酸性腐蚀液,其中,酸性腐蚀液由体积百分比为4.3%的磷酸、23.6%的双氧水、23.1%的柠檬酸及49.0%的乙酸组成,磷酸浓度为88%,双氧水浓度29%,柠檬酸浓度为97%,乙酸浓度为6%。本实施例中,需要先将第一外延片固定于专用移动清洗支架中,之后将此移动清洗支架设置于反应容器内,将配置好的酸性腐蚀液注入反应容器内部直至将第一外延片完全浸没后开始计时,本实施例中浸入时间为3.3min,浸入时的温度为23.5℃,在此过程中,同质外延层会在酸性腐蚀液的腐蚀作用下逐渐溶解,锑化镓衬底会在腐蚀作用下受到轻微腐蚀,但不影响其二次利用,反应后同质外延层几乎全部消失,第二外延片包括残留的同质外延层以及锑化镓衬底。
[0063] d)、抛光清洁:第二外延片进行机械抛光。本实施例中采用自动抛光机对第二外延片进行抛光,从而去处其表面残留的同质外延层及其表面的残余应力,得到完整洁净的锑化镓衬底。
[0064] 经上述过程处理后的锑化镓衬底结构完整,表面无划痕无破损,且达到了完全去除其外延层的目的,能够获得完整洁净的锑化镓衬底。
[0065] 综上,本发明提供的锑化镓外延片去除外延层的方法通过物理方式去除离锑化镓衬底较远的异质外延层,通过化学腐蚀的方法去除靠近锑化镓衬底的同质外延层,在保证去除效果和速度的同时避免了对锑化镓衬体的挤压磨损,保证了锑化镓衬底的完整性,进一步地,经本发明方法制备的锑化镓衬底在经过拉曼光谱测试表征后也体现出了二次使用性。
[0066] 显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。