CN108231541B - 一种锑化铟抛光晶片的清洗方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种锑化铟抛光晶片的清洗方法，属于光电材料技术领域。本发明所述方法是依次采用15℃～25℃的甲苯、50℃～60℃的甲苯、丙酮、乙醇、50℃～60℃含有富高力洗洁精的纯水溶液以及纯水对锑化铟抛光晶片进行浸泡或冲洗，该方法避免采用超声清洗，而且在清洗过程不会与锑化铟抛光晶片表面发生化学反应，从而避免对锑化铟抛光晶片表面造成二次破坏，能够保证锑化铟抛光晶片表面的平整度；相对于引入的氧化剂或者腐蚀剂，所引入的富高力洗洁精能够通过纯水简单的冲洗干净，不会引入新的杂质。采用本发明所述方法清洗的锑化铟抛光晶片表面具有优异的平整度和清洁度，能够满足高质量免洗抛光晶片的要求。

Description

一种锑化铟抛光晶片的清洗方法
技术领域
本发明涉及一种锑化铟抛光晶片的清洗方法，属于光电材料技术领域。
背景技术
锑化铟是一种Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料，它具有电子迁移率极高、禁带宽度小和电子有效质量小等独特的半导体性质，因而在红外探测、大面积红外焦平面列阵探测器以及霍尔器件等领域具有重要的应用价值和前景。随着锑化铟红外探测器的不断发展，像元数的不断增加以及线宽的不断减小，对锑化铟晶片的质量要求也越来越高，特别是对锑化铟抛光晶片表面质量的要求越来越严。由于抛光晶片表面的颗粒、金属沾污、有机物沾污、自然氧化层和表面粗糙度等会严重影响器件的性能、可靠性、稳定性和成品率，因此，锑化铟抛光晶片的表面清洗就成了锑化铟器件生产中至关重要的一个环节。
在抛光晶片生产中，切割、研磨和CPM(化学机械平坦化)等工艺需要大量使用各种粘接胶、磨料、冷却液、抛光蜡以及抛光液等化学品，不可避免地会给抛光晶片带来各种沾污。一般来讲，抛光晶片表面沾污可以分为有机杂质沾污、颗粒沾污和金属离子沾污三大类。其中，颗粒粘附在抛光晶片表面时会影响下一工序的几何特征及电特性；有机杂质沾污会在抛光晶片表面形成有机薄膜，导致金属离子沾污无法去除，而且抛光晶片用作衬底时会导致外延片表面出现白斑(蜡和有机溶剂是其重要的污染源)；金属离子沾污会导致P-N结上的漏电流增加和少数载流子寿命减少，从而严重影响器件的稳定性和可靠性。由此可知，高质量的免洗抛光晶片的表面应该具备以下要素：表面无颗粒、有机物以及金属离子沾污；表面氧化层必须能够在高温处理下完全去除，而且抛光晶片表面去除氧化层后必须平坦均一。
为了有效地去除抛光晶片表面的颗粒，必须了解颗粒吸附与去除的机理。颗粒的吸附主要有以下四种力：静电引力、范德瓦尔斯力(分子力)、化学键作用力以及表面粗糙的阻力。表面颗粒的去除机理可分为四类：颗粒和沾污直接溶解于清洗液中；颗粒和沾物先被氧化后再溶解于清洗液中；由清洗液腐蚀抛光晶片表面，而使得颗粒脱离抛光晶片表面；使抛光晶片表面与颗粒之间产生静电排斥力。四种去除机理有的采用的是物理方法，有的是化学方法，目的是逐渐减小颗粒与抛光晶片的接触面积，最终将其去除。物理方法主要包括接触式表面清洗和非接触式表面清洗，非接触式表面清洗又包括超声清洗和兆声清洗，超声清洗虽然能够除去大部分吸附在抛光晶片表面的颗粒，但是清洗效果并不能达到特殊领域应用的苛刻要求，而且从抛光晶片表面掉落的颗粒会在超声过程中划伤抛光晶片表面。化学方法主要有以下几种：一是将氧化剂与腐蚀剂作用于抛光晶片表面，使其产生氧化层-腐蚀-氧化层-腐蚀反应，如此反复进行，附着在抛光晶片表面的颗粒和一部分金属离子杂质便会随着腐蚀层落入清洗液内；二是使用强氧化剂使附着在抛光晶片表面的金属氧化成金属离子，并溶解在清洗液中或吸附在抛光晶片表面，然后用无害的小直径正离子(如H离子)替代吸附在抛光晶片表面的金属离子，使之溶解于清洗液中。化学方法中添加的氧化剂以及腐蚀剂会形成新的杂质，而且腐蚀剂对抛光晶片表面的腐蚀过程并不均匀，会对抛光晶片表面造成二次破坏，影响抛光晶片的性能。
发明内容
针对现有技术对抛光晶片清洗存在的不足，本发明的目的在于提供一种锑化铟抛光晶片的清洗方法，该方法主要采用加热的甲苯溶剂以及添加特定清洗剂的温水清洗除去锑化铟抛光晶片表面的杂质，避免采用超声清洗，而且清洗过程不会与锑化铟抛光晶片表面发生化学反应，能够保证锑化铟抛光晶片表面的平整度，而且清洗后的锑化铟抛光晶片能够满足高质量免洗抛光晶片的要求。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种锑化铟抛光晶片的清洗方法，所述方法步骤如下，
(1)将锑化铟抛光晶片浸入15℃～25℃的甲苯中，浸泡20h～24h后，再将锑化铟抛光晶片转移至50℃～60℃的甲苯中，继续浸泡20min～25min，之后用丙酮清洗经过甲苯二次浸泡过的锑化铟抛光晶片，除去锑化铟抛光晶片表面的甲苯，再用乙醇清洗锑化铟抛光晶片，除去锑化铟抛光晶片表面的丙酮；
(2)用50℃～60℃含有富高力洗洁精的纯水溶液冲洗经过乙醇清洗后的锑化铟抛光晶片，冲洗5min～8min后，再用纯水冲洗10min以上除去锑化铟抛光晶片表面的洗洁精，干燥，即完成对锑化铟抛光晶片的清洗；
其中，富高力洗洁精在纯水溶液中的体积分数为2％～5％；上述所有操作均在百级超净间中进行操作，而且采用甲苯浸泡锑化铟抛光晶片的操作是在通风橱中进行的。
有益效果：
本发明所述方法主要是将锑化铟抛光晶片浸泡在特定温度的甲苯溶剂中，并采用特定温度的含有富高力洗洁精的纯水溶液对锑化铟抛光晶片进行清洗，从而除去锑化铟抛光晶片表面的杂质，且清洗后的锑化铟抛光晶片能够满足高质量免洗抛光晶片的要求。本发明所述方法避免采用超声清洗，而且清洗过程不会与锑化铟抛光晶片表面发生化学反应，从而避免清洗过程对锑化铟抛光晶片表面造成二次破坏，能够保证锑化铟抛光晶片表面的平整度；与引入的氧化剂或者腐蚀剂相比，所引入的洗洁精能够通过纯水简单的冲洗干净，不会引入新的杂质。采用本发明所述方法处理后的锑化铟抛光晶片具有优异的清洁度和平整度，能够显著改善采用锑化铟抛光晶片制备的器件的性能。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步说明。
实施例1
一种锑化铟抛光晶片的清洗方法，所述方法步骤如下，
(1)在培养皿底部放入一薄层长纤维棉，把锑化铟抛光晶片放入培养皿中，加入甲苯，室温下(20℃)浸泡24h后，更换培养皿中的甲苯，并采用水浴加热方式使新加入的甲苯温度保持在60℃，并在60℃的甲苯中继续浸泡20min；
(2)将经过甲苯二次浸泡过的锑化铟抛光晶片转移至盛丙酮的培养皿中，室温下浸泡10min，以除去锑化铟抛光晶片表面的甲苯；其中，盛丙酮的培养皿底部放置有一薄层长纤维棉；
(3)将经过丙酮浸泡过的锑化铟抛光晶片转移至盛无水乙醇的培养皿中，室温下浸泡10min，以除去锑化铟抛光晶片表面的丙酮；其中，盛无水乙醇的培养皿底部放置有一薄层长纤维棉；
(4)将富高力洗洁精加入到60℃的纯水中，混合均匀，并用所配制的60℃含有富高力洗洁精的纯水溶液冲洗经过无水乙醇浸泡过的锑化铟抛光晶片，冲洗6min后，再用纯水冲洗15min，即完成对锑化铟抛光晶片的清洗；并采用高纯氮气(纯度大于99.999％)吹干完成清洗的锑化铟抛光晶片，保存备用；
其中，富高力洗洁精在纯水溶液中的体积分数为3％；上述步骤(1)～步骤(4)均是在百级超净间中进行操作的，而且采用甲苯浸泡锑化铟抛光晶片的操作是在通风橱中进行的。
采用金相显微镜暗场观察清洗后的锑化铟抛光晶片表面，放大倍数为100，暗场下未观察到亮点，说明清洗后的锑化铟抛光晶片表面无杂质存在。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种锑化铟抛光晶片的清洗方法，其特征在于：所述方法步骤如下，
（1）将锑化铟抛光晶片浸入15 oC~25 oC的甲苯中，浸泡20 h~24 h后，再将锑化铟抛光晶片转移至50 oC~60 oC的甲苯中，继续浸泡20 min~25 min，之后再依次用丙酮、乙醇清洗锑化铟抛光晶片；
（2）用50 oC~60 oC含有高富力牌洗洁精的纯水溶液冲洗经过乙醇清洗后的锑化铟抛光晶片，冲洗5 min~8 min后，再用纯水冲洗10 min以上，干燥，即完成对锑化铟抛光晶片的清洗；
其中，步骤（1）和步骤（2）均是在百级超净间中进行操作的；
高富力牌洗洁精在纯水溶液中的体积分数为3%。
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