[发明专利]磷化铟晶片及其表面清洗方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种磷化铟晶片及其表面清洗方法。

背景技术

磷化铟(InP)晶片是重要的化合物半导体材料，与砷化镓(GaAs)相比，其优越性主要在于高的饱和电场飘移速度、导热性好以及较强的抗辐射能力等。在当前迅速发展的光纤通讯领域，磷化铟晶片是首选的衬底材料。

随着磷化铟晶片的广泛应用，人们对晶片的表面质量也提出了更高的要求。硅(Si)和砷化镓晶片的清洗方法已经得到了较好解决，如中国专利CN101661869中所述。然而，由于磷化铟特殊的物理化学特性，同样的方法往往不能令人满意地应用于磷化铟的清洗。磷化铟属于二元化合物，不同晶向的化学特性有很大差异。例如(111)B和(311)B等特殊晶向角度晶片与一般晶向(110)、(100)等相比，表面富含磷元素，磷/铟比大于1。由于表面配比的差异，采用常规表面清洗方法对其清洗会造成腐蚀加剧，导致清洗后的表面粗糙不均匀，且氧化层厚。在强光灯下检测，可见表面不均匀地出现“白雾”，无法满足“开盒即用”的外延生长需要。

此外，现有技术中的方法还很难较好地同时去除上述磷化铟晶片表面的颗粒和金属残留物。

发明内容

为解决现有技术中存在的一种或多种上述问题而作出本发明。

本发明提供一种清洗磷化铟晶片的方法，该方法包括以下步骤：

(1)在-10至25℃用一种含有H₂O₂的氨水溶液处理晶片；

(2)用去离子水洗涤晶片；

(3)在-10至55℃用一种浓酸处理晶片；

(4)用去离子水洗涤晶片；

(3)在-10至35℃用一种有机酸溶液处理晶片；

(5)用去离子水洗涤晶片；以及

(6)干燥所得晶片。

出乎意料地，本发明的方法不但能够有效地减少磷化铟晶片、特别是磷化铟特殊晶向角度晶片表面的颗粒和金属残留，而且还能提高其表面的腐蚀均匀性并降低白雾值。由此获得的磷化铟晶片能很好地满足“开盒即用”的外延生长要求。

因此，本发明还提供一种磷化铟晶片，特别是磷化铟特殊晶向角度晶片，其每平方厘米晶片表面截面积中大于0.11μm²的颗粒≤3.3颗/cm²晶片表面(按晶片表面截面积中颗粒数的平均值计)，晶片表面的金属残留Cu≤10×10¹⁰原子/cm²且Zn≤10×10¹⁰原子/cm²，表面平均白雾值≤1.0ppm。

具体实施方式

本发明提供一种清洗磷化铟晶片的方法，包括以下步骤：

(1)在-10至25℃用一种含有H₂O₂的氨水溶液处理晶片；

(2)用去离子水洗涤晶片；

(3)在-10至55℃用一种浓酸处理晶片；

(4)用去离子水洗涤晶片；

(5)在-10至35℃用一种有机酸溶液处理晶片；

(6)用去离子水洗涤晶片；以及

(7)干燥所得晶片。

出乎意料地，本发明的方法不但能有效地清洗磷化铟晶片表面，减少晶片表面颗粒并降低金属、特别是铜和锌的残留量，而且还能保证腐蚀的均匀性，使白雾值更低。因此，使用本发明方法获得的晶片能够很好地满足“开盒即用”的外延生长要求。

在本发明中，所述磷化铟晶片优选为一种磷化铟特殊晶向角度晶片。就本发明而言，磷化铟特殊晶向角度晶片是指除磷化铟(100)和(110)之外的所有角度的磷化铟晶片，优选磷化铟(111)B或磷化铟(311)B晶向角度晶片。

在本发明方法中，作为原始晶片使用的晶片(即第(1)步使用的晶片)是已经完成机械化学抛光和化学精细抛光的晶片(即已经完成精细镜面抛光的晶片)，通常是单面抛光后的晶片，其抛光面表面微观粗糙度Ra≤0.5nm(用AFM(原子力显微镜)测试)，优选Ra≤0.3nm。如果要求两面抛光，则上述参数为两面的平均值。