CN109280492A - 一种磷化铟晶片抛光液 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磷化铟晶片抛光液，其组成成分为小粒径磨料6％‑30％、酸性PH稳定剂1％‑15％、防锈剂0.001％‑0.1％、杀菌剂0.001‑0.05％，其他成分是超纯水。其特征为磨料选用本公司离子交换法生产的颗粒均匀的小粒径硅溶胶为磨料，添加一种酸性pH稳定剂，可保证pH值在生产和抛光过程中保持稳定在2‑3。此抛光液可使磷化铟晶片表面粗糙度＜0.3nm，因其pH值稳定，防止了酸性磷化铟抛光的液凝胶，从而提高了抛光液的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种磷化铟晶片抛光液，属于化学机械抛光(CMP)领域。
背景技术
磷化铟晶体材料自身具有理想的电场漂移速度、较强的抗辐射性、优良的导热性能等，因此是硅片和砷化镓之后最有发展前景的半导体材料之一。N型磷化铟用于光电器件如发光二极管、光电通信、激光器等；P型磷化铟主要用于高效抗辐射太阳能电池；半绝缘磷化铟可以用于制作高频、高速、宽带、低噪声微波、毫米波电子器件。
随着半导体产业的快速发展，推动了半导体材料的研究和应用。目前国内外对于磷化铟晶体的生长研究比较多，磷化铟应用于半导体衬底前的研磨抛光工艺也非常重要。磷化铟晶片的抛光是化学腐蚀与机械研磨同时作用的结果。由于磷化铟晶片比砷化镓和硅片的硬度低，而且大部分是双面抛光，对于两个表面的质量和一致性都很高，所以对于抛光条件和抛光液的要求比较苛刻。
目前关于磷化铟抛光液的研究还没有砷化镓抛光液和硅片抛光液那么成熟，而磷化铟晶片比较软，抛光过程更容易出现机械损伤和划伤，因此对于磷化铟抛光液的研究具有非常重要的意义。
发明内容
本发明提供一种磷化铟晶片抛光液，用于磷化铟晶片化学机械抛光中。要解决的技术问题是晶片的机械损伤和划伤，提高磷化铟晶片表面质量。
本发明的目的在于克服现有用于磷化铟晶片的抛光液制备技术中的不足，为磷化铟晶片抛光提供一种可提高磷化铟禁片表面质量的抛光液。
本发明的技术方案：
一种磷化铟晶片抛光液，其特征在于：由小粒径磨料、酸性pH稳定剂、防锈剂、杀菌剂和超纯水组成。以上组分质量百分比含量为：小粒径磨料6％-30％，pH稳定剂1％-15％，防锈剂0.001％-0.1％，杀菌剂0.001％-0.05％，余量为超纯水。抛光液pH值为2-3，连续使用5h，其pH值几乎无变化。
本发明所述磨料选用本公司离子交换法生产的颗粒均匀的小粒径硅溶胶为磨料。
本发明所述磨料占整个抛光液质量百分比为6％-30％。
本发明所述酸性pH稳定剂是由盐酸、无机酸、有机酸和弱碱盐复配组成，各成分质量比为，盐酸∶有机酸∶弱碱盐＝10∶(1-5)∶(0.5-1)。
本发明所述有机酸为柠檬酸、草酸、酒石酸、苹果酸、水杨酸中的一种或两种，弱碱盐为氯化铵或者硫酸铵中的一种或两种。
本发明所说的防锈剂为羧酸胺盐，杀菌剂为苯并异噻唑啉酮。
本发明所制备的抛光液的优点是采用小粒径硅溶胶，可使磷化铟晶片表面粗糙度＜0.3nm，并且降低了成本。同时酸性pH值稳定性确保了连续抛光过程中抛光液不凝胶。
具体实施方式
实施例1：
复配磷化铟晶片抛光液，各成分重量百分比为：6％双峰粒径硅溶胶，7％盐酸(有效含量30％)，1.5％柠檬酸，2％酒石酸，0.5％氯化铵，0.05％羧酸胺盐，0.005％苯并异噻唑啉酮，余量为高纯水。配制好的磷化铟晶片抛光液在如下条件下进行抛光实验：90g/cm2，35℃，100mL/min的条件下对磷化铟晶片进行抛光试验，连续使用4h，表面Ra＜0.3nm，抛光过程中每隔1h检测一次pH值，记录如下：
| 检测时间 | 初始 | 1h | 2h | 3h | 4h |
| pH值 | 2.36 | 2.36 | 2.38 | 2.40 | 2.45 |
实施例2：
复配磷化铟晶片抛光液，各成分重量百分比为：15％双峰粒径硅溶胶，8％盐酸(有效含量30％)，2％柠檬酸，0.5％酒石酸，0.8％氯化铵，0.05％羧酸胺盐，0.005％苯并异噻唑啉酮，余量为高纯水。配制好的磷化铟晶片抛光液在如下条件下进行抛光实验：90g/cm2，35℃，100mL/min的条件下对磷化铟晶片进行抛光试验，连续使用4h，表面Ra＜0.3nm，抛光过程中每隔1h检测一次pH值，记录如下：
| 检测时间 | 初始 | 1h | 2h | 3h | 4h |
| pH值 | 2.41 | 2.41 | 2.45 | 2.46 | 2.49 |
以上对本发明的具体实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (3)
1.一种磷化铟晶片抛光液，其特征在于磨料为小粒径硅溶胶为磨料，添加一种酸性pH稳定剂，可保证pH值在生产和抛光过程中保持稳定在2-3。其组成成分及质量百分含量如下：
小粒径磨料6％-30％； 酸性pH稳定剂1％-15％；
防锈剂0.001％-0.1％； 杀菌剂0.001-0.05％；
超纯水 余量；
所用磨料为本公司离子交换法生产的颗粒均匀的小粒径硅溶胶为磨料，其中小粒径范围是40-60nm；
酸性pH稳定剂由盐酸、无机酸、有机酸和弱碱盐按一定比例复配组成的缓冲体系，各成分质量比为，盐酸∶有机酸∶弱碱盐＝(10-20)∶(1-5)∶(0.5-1)；
所述无机酸为HCl，有机酸为柠檬酸、草酸、酒石酸、苹果酸、水杨酸中的一种或两种，弱碱盐为氯化铵或者硫酸铵中的一种或两种。
2.根据权利要求1所说的一种磷化铟晶片抛光液，其特征在于防锈剂为羧酸胺盐，杀菌剂为苯并异噻唑啉酮。
3.根据权利要求1所说的一种磷化铟晶片抛光液，其特征在于该抛光液pH值为2-3。
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