【技术实现步骤摘要】
本申请涉及湿电子化学品，更具体地涉及一种用于三五族半导体化合物隔离层的蚀刻液及其制备和应用。
技术介绍
1、随着信息化进程的快速发展，传统的硅集成电路在数据的处理速度和带宽等性能上已越来越无法满足日益增长的需求。半导体化合物具备硅所不具备或不完全具备的性能，例如硅不能发光，迁移率不高，禁带宽度局限等，而化合物半导体则不同，它可以发出不同波长的光，有不同宽度的禁带，所以微波毫米器件、交流交频器件等多用化合物半导体。
2、有很多半导体化合物由元素周期表中第ⅲ族和第ⅴ族，第ⅱ族和第ⅵ族的元素形成。三五族半导体由三族的元素铝、镓、铟及五族的元素氮、磷、砷、锑等组成。二六族半导体则是由二族的元素锌、镉、汞和六族元素硫、硒、碲形成的化合物。例如，在cmos(complementary metal oxide semiconductor，互补金属氧化物半导体)技术研究中，三五族半导体具有很高的电子迁移率，它们在低场和高场下都具有优异的电子输运性能，是超高速、低功耗nmos的理想沟道材料。商业半导体器件中用的最多的是三五族半导体化合物如：砷化镓(asga)、磷砷化镓(asgap)、磷化铟(inp)、氮化镓(gan)、砷铝化镓(gaalas)和磷镓化铟(ingap)等。
3、传统的切割方式为激光切割或者湿法切割。激光切割容易造成不同结构层的元素渗入及一些杂志在边缘极易造成器件的失效，而湿法切割由于切割不同结构层数太多，相应的腐蚀速率造成往往需要多种配方的蚀刻液进行不同层腐蚀，且目前湿法蚀刻药液稳定性差，蚀刻后常发现蚀刻精度
4、因此，亟需开发一种蚀刻液组合物，无需对不同层配以其他不同蚀刻液即可满足三五族半导体隔离层的切割，且可实现三五族半导体隔离层蚀刻均匀、侧蚀小、有效面积增加。
技术实现思路
1、鉴于上述问题，本申请提供了一种用于三五族半导体化合物隔离层的蚀刻液及其制备和应用，以期仅用本专利技术提供的蚀刻液对具有多层的三五族半导体隔离层实现精确均匀切割、最小化侧蚀并增加有效面积。
2、为实现上述目的，第一方面，专利技术人提供了一种用于三五族半导体化合物隔离层的蚀刻液，以重量百分比计，包括：
3、无机酸5％-15％；
4、氧化剂5-15％；
5、蚀刻抑制剂0.05％-0.3％；
6、表面活性剂0.05％-0.3％；和
7、余量水。
8、本专利技术所针对的三五族半导体化合物隔离层不同层的组分一般是根据具体应用场景和要求而定，主要包括以下几层：(1)缓冲层：通常采用与衬底材料晶格匹配的三五族半导体材料，如gaas、inp等，用于缓解衬底与外延层之间的晶格失配应力，提高外延层的晶体质量；(2)外延层：采用三五族半导体化合物材料，如gaas、inp、gan等，根据需要制备出不同掺杂类型和浓度的外延层，用于形成器件的有源区和欧姆接触；(3)阻挡层：采用高铝组分的三五族半导体化合物材料，如algaas、alinas等，用于阻挡载流子向衬底的泄漏，提高器件的性能；(4)覆盖层：采用介电常数较低的三五族半导体化合物材料，如alox、sio2等，用于保护器件表面和钝化表面态，提高器件的可靠性和稳定性。根据具体应用场景和要求，对不同三五族半导体化合物隔离层的具体组分和厚度等参数进行优化设计。这些隔离层通常用于保护半导体衬底免受环境的影响，并有助于维持衬底表面的稳定性。性能优良的三五族半导体化合物隔离层蚀刻液可以使隔离层形成陡峭的侧壁和底部，提高器件的高频性能和噪声性能，减少寄生电容和电阻；可以使隔离层形成深的隔离沟槽，有效抑制寄生晶体管的形成，避免电路中的潜在泄漏电流和噪声干扰；可以实现更小的器件间距和更密的集成，提高电路的集成度和功能密度；可以消除隔离层表面的微观缺陷和污染，改善表面的电学性能和热稳定性，提高器件的可靠性和寿命；可以增加隔离层的热导率，改善器件的热性能，降低器件的工作温度和提高功率处理能力。
9、在一些优选的实施方案中，所述无机酸选自盐酸、硫酸、磷酸和氢溴酸中的一种或一种以上。更加优选的一些实施方案中，所述无机酸选用盐酸。这些无机酸具有优良的腐蚀性和蚀刻效率，且三五族化合物的蚀刻是一个氧化-还原过程，常用的氧化剂如双氧水在酸性环境下很不稳定，会发生自身氧化还原(即分解)，加入无机酸例如盐酸，可以使氧化剂释放出氧气使铜氧化成氧化铜，再和盐酸反应生成氯化铜，显著增加其腐蚀性，提高蚀刻效率。
10、在一些优选的实施方案中，所述氧化剂选自双氧水、碘酸、硝酸和过硫酸铵中的一种或一种以上。更加优选的，所述氧化剂选用碘酸。这些氧化剂可以氧化铜板表面的铜离子，使其转化为可溶性的铜盐，有效促进蚀刻液的表面清洁作用，并且可以改变蚀刻液的电离酸度，使它更有效的进行蚀刻，提高蚀刻效果。
11、在一些优选的实施方案中，所述蚀刻抑制剂选自柠檬酸、钼酸铵、六甲基尿嘧啶和甲基-苯丙三氮唑中的一种或一种以上。更加优选的，所述蚀刻抑制剂选用钼酸铵。这样的蚀刻抑制剂可以确保蚀刻液在大规模工业应用中精确蚀刻、稳定发挥蚀刻作用，并减少或避免导电层断裂现象，从而提高导电层与聚合材料粘接力。可以大幅提高特定的缓蚀效果，满足缓蚀效果精确可控的问题，可能是蚀刻抑制剂在其他组分的协同作用下所形成的膜更致密所导致的。
12、在一些优选的实施方案中，所述表面活性剂选自醋酸、三乙二醇和聚乙二醇中的一种或一种以上。更加优选的，所述表面活性剂选用聚乙二醇。表面活性剂可以控制蚀刻速度，聚乙二醇可以调整蚀刻液的粘度和密度，从而减缓蚀刻速度。可以稳定蚀刻液，聚乙二醇本身也是一种具有粘度的物质，可以降低腐蚀剂的挥发性，以及抑制水蚀、阳极氧化时的电泳现象，从而提高蚀刻液的使用效率和稳定性。增加蚀刻液的稳定性、控制蚀刻速度以及降低其对基板的损伤。
13、在本专利技术的优选方案中，ⅲ-ⅴ族半导体是直接带隙半导体。无机酸以盐酸为主，通过添加有机酸碘酸来实现蚀刻效果的改善。反应剂与被腐蚀薄膜的表面分子发生化学反应，生成反应产物，除去三五族半导体化合物表面自然形成的氧化层，获得平坦无损的光亮表面，可以有效减低表面金属阳离子和大部分有机物浓度。蚀刻在性质上趋于基本各向同性。蚀刻的边缘侧壁三五族外延层界面光滑、清晰，各外延层界限分明，更平直光滑，表面复合中心密度因缺陷减少而降低，光生少子复合减少，进而除去没有被光刻胶覆盖区域的薄膜，从而实现对三五族半导体隔离层的切割。碘酸的添加使得蚀刻表面台壁更加陡峭，台底更加光滑，且蚀刻速率提高，从而实现三五族半导体隔离层蚀刻均匀、侧蚀小、有效面积增加。
14、第二方面，专利技术人提供了一种制备用于三五族半导体化合物隔离层腐蚀的蚀刻液的方法，包括如下步骤：
15、以本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于三五族半导体化合物隔离层的蚀刻液，其特征在于，以重量百分比计，包括：
2.根据权利要求1所述的蚀刻液，其特征在于，所述无机酸选自盐酸、硫酸、磷酸和氢溴酸中的一种或一种以上。
3.根据权利要求1所述的蚀刻液，其特征在于，所述氧化剂选自双氧水、碘酸、硝酸和过硫酸铵中的一种或一种以上。
4.根据权利要求1所述的蚀刻液，其特征在于，所述蚀刻抑制剂选自柠檬酸、钼酸铵、六甲基尿嘧啶和甲基-苯丙三氮唑中的一种或一种以上。
5.根据权利要求1所述的蚀刻液，其特征在于，所述表面活性剂选自醋酸、三乙二醇和聚乙二醇中的一种或一种以上。
6.一种用于三五族半导体化合物隔离层的蚀刻液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述氧化剂选自双氧水、碘酸、硝酸和过硫酸铵中的一种或一种以上。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述蚀刻抑制剂选自柠檬酸、钼酸铵、六甲基尿嘧啶和甲基-苯丙三氮唑中的一种或一种以上。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述表
10.如权利要求1-5中任一项所述用于三五族半导体化合物隔离层的蚀刻液的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种用于三五族半导体化合物隔离层的蚀刻液，其特征在于，以重量百分比计，包括：
2.根据权利要求1所述的蚀刻液，其特征在于，所述无机酸选自盐酸、硫酸、磷酸和氢溴酸中的一种或一种以上。
3.根据权利要求1所述的蚀刻液，其特征在于，所述氧化剂选自双氧水、碘酸、硝酸和过硫酸铵中的一种或一种以上。
4.根据权利要求1所述的蚀刻液，其特征在于，所述蚀刻抑制剂选自柠檬酸、钼酸铵、六甲基尿嘧啶和甲基-苯丙三氮唑中的一种或一种以上。
5.根据权利要求1所述的蚀刻液，其特征在于，所述表面活性剂选自醋酸、三乙二醇和聚乙二醇中的一种或一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：史郭涛，林秋玉，
申请(专利权)人：福建钰融科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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