一种用于单面锗晶片的腐蚀方法技术

本申请涉及锗晶片加工技术领域，具体公开了一种用于单面锗晶片的腐蚀方法，且包括如下步骤：在锗晶片的背面以及周向设置光刻胶膜；利用酸腐蚀液对锗晶片的正面进行浸泡腐蚀，在不断喷淋酸腐蚀液下，对锗晶片的正面进行一次纵向切入减薄处理；在不断喷淋导流液下，对锗晶片的正面进行二次纵向切入减薄处理、研磨整平处理；除去光刻胶膜；导流液包含以下原料制成：石墨烯粉、两性表面活性剂、非离子表面活性剂、氟化铵、硅烷偶联剂、水。该方法不仅提高锗晶片减薄处理效率，同时降低锗晶片表面粗糙度，提高锗晶片减薄处理的整体性能，满足市场需求。需求。

【技术实现步骤摘要】
一种用于单面锗晶片的腐蚀方法


[0001]本申请涉及锗晶片加工
，更具体地说，它涉及一种用于单面锗晶片的腐蚀方法。

技术介绍

[0002]锗是重要的间接跃迁型半导体材料之一，其具有较高的电子迁移率以及空穴迁移率，已被广泛应用于航空航天等领域。而且，锗单晶衬底上外延的砷化镓太阳能电池具有耐高温、光电转化效率高、抗太空辐射能力强、可靠性强、寿命长等优点。
[0003]锗晶片作为半导体衬底，其加工过程需要经过单晶生长、晶棒加工、切片、倒角、研磨、抛光、清洗、钝化等过程。在锗晶片的研磨过程中，一般采用研磨机对锗晶片进行批量化减薄处理。待锗晶片进行研磨减薄时，锗晶片通过真空吸盘吸附在多孔陶瓷工作盘的基准平面上，然后利用磨砂轮对锗晶片进行机械减薄，利用多孔陶瓷工作盘、磨砂轮的高速转动对锗晶片进行打磨，以除去锗晶片的厚度，达到减薄的目的。采用该方法对锗晶片进行研磨，具有加工稳定的优点，使得锗晶片具有良好的平整度，降低锗晶片出现中凸、边塌的情况。但是，该方法对锗晶片的研磨减薄加工效率低，而且还会对锗晶片造成表面损伤和缺陷，增加锗晶片表面的粗糙度。因此，急需研究一种高效且降低表面粗糙度的锗晶片减薄加工方法。

技术实现思路

[0004]为了提高锗晶片减薄处理效率，同时降低锗晶片表面粗糙度，提高锗晶片减薄处理效果，本申请提供一种用于单面锗晶片的腐蚀方法，采用如下的技术方案：一种用于单面锗晶片的腐蚀方法，包括如下步骤：S1、在锗晶片的正面、背面以及周向分别涂覆光刻胶，光刻胶在锗晶片表面形成光刻胶膜，然后对锗晶片正面的光刻胶膜进行曝光，显影，且露出锗晶片的正面，保留锗晶片背面以及周向的光刻胶膜；S2、利用酸腐蚀液对锗晶片的正面进行浸泡腐蚀，然后在不断喷淋酸腐蚀液下，对锗晶片的正面进行一次纵向切入减薄处理；S3、在不断喷淋导流液下，对锗晶片的正面进行二次纵向切入减薄处理，之后在不断喷淋导流液下，对锗晶片的正面进行研磨整平处理；S4、除去锗晶片背面以及周向的光刻胶膜；所述导流液由包含以下重量份的原料制备而成：石墨烯粉3
‑
5份、两性表面活性剂0.4
‑
0.6份、非离子表面活性剂0.1
‑
0.3份、氟化铵1.6
‑
1.8份、硅烷偶联剂0.4
‑
0.6份、水95
‑
105份。
[0005]本申请中的腐蚀方法，利用光刻胶对锗晶片的表面进行保护，之后利用曝光、显影的方式，露出锗晶片的正面，保留锗晶片背面以及周向的光刻胶膜。采用这种方式，不仅便于露出锗晶片的正面，而且还能够有效的对锗晶片背面以及周向进行保护，同时由于采用
曝光、显影的方式，便于锗晶片正面光刻胶膜的去除，也便于操作和控制。
[0006]利用酸腐蚀液对锗晶片的正面进行浸泡腐蚀，酸腐蚀液能够在锗晶片正面形成腐蚀坑和沟槽，降低锗晶片正面的机械性能，便于后续锗晶片正面的减薄处理。与此同时，在进行一次纵向切入减薄时，还补充酸腐蚀液，酸腐蚀液继续对锗晶片正面进行腐蚀，且使腐蚀坑和沟槽内保持一定量的酸腐蚀液，进一步使酸腐蚀液深入锗晶片内部，利用酸腐蚀液对锗晶片的腐蚀，以及一次纵向切入减薄对锗晶片作用，结合两者之间的相互配合，不仅便于减少锗晶片的厚度，而且提高锗晶片减薄处理效率。
[0007]对锗晶片正面进行二次纵向切入减薄、研磨整平。二次纵向切入减薄、研磨整平进一步减少锗晶片的厚度，而且在进行二次纵向切入减薄、研磨整平时，还不断喷淋导流液，导流液能够有效的除去锗晶片残留的酸腐蚀液，起到对锗晶片清洗的作用，而且还能够对锗晶片起到良好的研磨抛光作用，结合酸腐蚀液、导流液、一次纵向切入减薄、二次纵向切入减薄、研磨整平之间的相互配合，有效的降低锗晶片表面粗糙度。
[0008]在导流液的原料中加入石墨烯粉，石墨烯粉不仅能够起到助磨、抛光的作用，降低锗晶片表面的粗糙度，而且石墨烯粉还具有良好的导热性，能够对导流液起到良好的导热、散热效果，降低导流液温度过高而锗晶片的影响。而且在导流液的原料中加入氟化铵，氟化铵能够持续不断的提供氢氧根离子，从而有效的除去锗晶片表面残留的耐酸阳离子表面活性剂，非离子表面活性剂不仅降低导流液的表面张力，也降低导流液和锗晶片的界面张力，两性表面活性剂具有良好的增溶性，提高导流液的稳定性。利用两性表面活性剂、非离子表面活性剂、氟化铵之间的协同作用，不仅起到良好清洗的效果，而且还降低锗晶片正面的粗糙度。
[0009]通过采用上述技术方案，利用一次纵向切入减薄、二次纵向切入减薄、研磨整平之间的相互配合，结合酸腐蚀液、导流液之间的协同作用，不仅便于锗晶片的腐蚀、减薄，提高锗晶片减薄处理效率，而且还能够有效的降低锗晶片表面的粗糙度，提高锗晶片减薄处理的整体性能，满足市场需求。
[0010]可选的，导流液由包含以下重量份的原料制备而成：石墨烯粉4份、两性表面活性剂0.5份、非离子表面活性剂0.2份、氟化铵1.7份、硅烷偶联剂0.5份、水100份。
[0011]可选的，所述两性表面活性剂为烷基羟乙基单钠盐。
[0012]通过采用上述技术方案，烷基羟乙基单钠盐对阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂均具有良好的增溶性，增溶效果可以达到50%，不仅能够有效的提高导流液的稳定性，而且提高导流液的使用效果。
[0013]可选的，所述非离子表面活性剂为辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或几种。
[0014]通过采用上述技术方案，辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚具有成本低、原料易得的优点，便于非离子表面活性剂的选择，而且非离子表面活性剂在辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚中进行选择时，其使用效果的影响在可预期范围内。
[0015]可选的，所述石墨烯粉在使用前进行以下预处理：Sa、在浓硫酸中加入高锰酸钾，混合均匀，然后加入石墨烯粉，在温度为40
‑
50℃下，超声分散30
‑
40min，搅拌处理3
‑
4h，离心分离，取滤渣，得到固体物；
Sb、在水中加入硅烷偶联剂，混合均匀，然后加入固体物，在温度为40
‑
50℃下，超声分散30
‑
40min，搅拌处理1
‑
2h，得到混合物；Sc、在不断搅拌下，调节混合物的pH值为11
‑
12，然后升温至40
‑
50℃，加入硝酸银溶液，然后加入正硅酸乙酯、乙酸乙酯，继续搅拌处理8
‑
10h，离心分离，取滤渣，得到初成品；Sd、在惰性气体保护下，将初成品升温至500
‑
550℃，保温处理3
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4h，降温，得到半成品；Se、在水中加入硅烷偶联剂，混合均匀，然后加入半成品，在温度为40
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50℃下，超声分散20
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40min，搅拌处理2
‑
3h，离心分离，取滤渣，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于单面锗晶片的腐蚀方法，其特征在于：包括如下步骤：S1、在锗晶片的正面、背面以及周向分别涂覆光刻胶，光刻胶在锗晶片表面形成光刻胶膜，然后对锗晶片正面的光刻胶膜进行曝光，显影，且露出锗晶片的正面，保留锗晶片背面以及周向的光刻胶膜；S2、利用酸腐蚀液对锗晶片的正面进行浸泡腐蚀，然后在不断喷淋酸腐蚀液下，对锗晶片的正面进行一次纵向切入减薄处理；S3、在不断喷淋导流液下，对锗晶片的正面进行二次纵向切入减薄处理，之后在不断喷淋导流液下，对锗晶片的正面进行研磨整平处理；S4、除去锗晶片背面以及周向的光刻胶膜；所述导流液由包含以下重量份的原料制备而成：石墨烯粉3
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5份、两性表面活性剂0.4
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0.6份、非离子表面活性剂0.1
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0.3份、氟化铵1.6
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1.8份、硅烷偶联剂0.4
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0.6份、水95
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105份。2.根据权利要求1所述的一种用于单面锗晶片的腐蚀方法，其特征在于：导流液由包含以下重量份的原料制备而成：石墨烯粉4份、两性表面活性剂0.5份、非离子表面活性剂0.2份、氟化铵1.7份、硅烷偶联剂0.5份、水100份。3.根据权利要求1所述的一种用于单面锗晶片的腐蚀方法，其特征在于：所述两性表面活性剂为烷基羟乙基单钠盐。4.根据权利要求1所述的一种用于单面锗晶片的腐蚀方法，其特征在于：所述非离子表面活性剂为辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的一种用于单面锗晶片的腐蚀方法，其特征在于：所述石墨烯粉在使用前进行以下预处理：Sa、在浓硫酸中加入高锰酸钾，混合均匀，然后加入石墨烯粉，在温度为40
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50℃下，超声分散30
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40min，搅拌处理3
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4h，离心分离，取滤渣，得到固体物；Sb、在水中加入硅烷偶联剂，混合均匀，然后加入固体物，在温度为40
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50℃下，超声分散30
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40min，搅拌处理1
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2h，得到混合物；Sc、在不断搅拌下，调节混合物的pH值为11
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12，然后升温至40
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50℃，加入硝酸银溶液，然后加入正硅酸乙酯、乙酸乙酯，继续搅拌处理8
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10h，离心分离，取滤渣，得到初成品；Sd、在惰性气体保护下，将初成...

【专利技术属性】
技术研发人员：王元立，陈美琳，贺友华，
申请(专利权)人：北京通美晶体技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：