專利名稱：磷化銦晶片及其表面清洗方法
技術領域：
本發明涉及一種磷化銦晶片及其表面清洗方法。
背景技術：
磷化銦αηΡ)晶片是重要的化合物半導體材料，與砷化鎵(GaAs)相比，其優越性主要在于高的飽和電場飄移速度、導熱性好以及較強的抗輻射能力等。在當前迅速發展的光纖通訊領域，磷化銦晶片是首選的襯底材料。隨著磷化銦晶片的廣泛應用，人們對晶片的表面質量也提出了更高的要求。硅 (Si)和砷化鎵晶片的清洗方法已經得到了較好解決，如中國專利CN101661869中所述。然而，由于磷化銦特殊的物理化學特性，同樣的方法往往不能令人滿意地應用于磷化銦的清洗。磷化銦屬于二元化合物，不同晶向的化學特性有很大差異。例如(Ill)B和(311)Β等特殊晶向角度晶片與一般晶向(110)、(100)等相比，表面富含磷元素，磷/銦比大于1。由于表面配比的差異，采用常規表面清洗方法對其清洗會造成腐蝕加劇，導致清洗后的表面粗糙不均勻，且氧化層厚。在強光燈下檢測，可見表面不均勻地出現“白霧”，無法滿足“開盒即用”的外延生長需要。此外，現有技術中的方法還很難較好地同時去除上述磷化銦晶片表面的顆粒和金屬殘留物。

發明內容
為解決現有技術中存在的一種或多種上述問題而作出本發明。本發明提供一種清洗磷化銦晶片的方法，該方法包括以下步驟(1)在-10至25°C用一種含有H2A的氨水溶液處理晶片；(2)用去離子水洗滌晶片；(3)在-10至55°C用一種濃酸處理晶片；(4)用去離子水洗滌晶片；(3)在-10至35°C用一種有機酸溶液處理晶片；(5)用去離子水洗滌晶片；以及(6)干燥所得晶片。出乎意料地，本發明的方法不但能夠有效地減少磷化銦晶片、特別是磷化銦特殊晶向角度晶片表面的顆粒和金屬殘留，而且還能提高其表面的腐蝕均勻性并降低白霧值。 由此獲得的磷化銦晶片能很好地滿足“開盒即用”的外延生長要求。因此，本發明還提供一種磷化銦晶片，特別是磷化銦特殊晶向角度晶片，其每平方厘米晶片表面截面積中大于0. 11 μ m2的顆粒< 3. 3顆/cm2晶片表面(按晶片表面截面積中顆粒數的平均值計)，晶片表面的金屬殘留Cu ( IOX 101°原子/cm2且Si彡IOX 101°原子/cm2，表面平均白霧值< l.Oppm。
具體實施例方式本發明提供一種清洗磷化銦晶片的方法，包括以下步驟(1)在-10至25°C用一種含有H2A的氨水溶液處理晶片；(2)用去離子水洗滌晶片；(3)在-10至55°C用一種濃酸處理晶片；(4)用去離子水洗滌晶片；(5)在-10至35°C用一種有機酸溶液處理晶片；(6)用去離子水洗滌晶片；以及(7)干燥所得晶片。出乎意料地，本發明的方法不但能有效地清洗磷化銦晶片表面，減少晶片表面顆粒并降低金屬、特別是銅和鋅的殘留量，而且還能保證腐蝕的均勻性，使白霧值更低。因此， 使用本發明方法獲得的晶片能夠很好地滿足“開盒即用”的外延生長要求。在本發明中，所述磷化銦晶片優選為一種磷化銦特殊晶向角度晶片。就本發明而言，磷化銦特殊晶向角度晶片是指除磷化銦(100)和(110)之外的所有角度的磷化銦晶片， 優選磷化銦(Ill)B或磷化銦(311)B晶向角度晶片。在本發明方法中，作為原始晶片使用的晶片(即第⑴步使用的晶片)是已經完成機械化學拋光和化學精細拋光的晶片(即已經完成精細鏡面拋光的晶片)，通常是單面拋光后的晶片，其拋光面表面微觀粗糙度Ra < 0. 5nm (用AFM (原子力顯微鏡)測試)，優選 Ra ( 0. 3nm。如果要求兩面拋光，則上述參數為兩面的平均值。在本發明方法的步驟(1)(在-10至25°C用一種含有H2A的氨水溶液處理晶片) 中，所述含有H2A的氨水溶液是指NH3、H2O2和水的混合物。以所述含有H2A的氨水溶液的總重量為基準，NH3的濃度通常為2-25重量％，優選4-20重量％，更優選5_15重量％ ；H2O2 的濃度通常為0. 5-15重量％，優選1-10重量％，更優選2-6重量％。處理過程有利地在 230C以下進行，優選在-5至20°C的溫度進行，更優選在0-15°C的溫度進行。該步驟的處理時間通常為5-300秒，優選30-240秒，更優選60-120秒。所述處理包括，但不限于，沖洗或浸入處理，優選浸入處理。在本發明的一個特別優選的實施方案中，步驟(1)中氨水的濃度(即NH3的濃度) C1、步驟(1)的處理溫度T1和處理時間P1滿足以下關系30 彡 C1XP1X (Ti+273. 15)/1000 ( 1，100優選的是， 50 彡 C1X P1X (Ti+273. 15)/1000 ( 500進一步優選的是，80 彡 C1X P1X (Ti+273. 15)/1000 ( 200上述各式中，濃度單位為重量百分比濃度，處理溫度為攝氏度，處理時間為秒。在本發明中，所使用的術語“去離子水”具有本領域中公知的含義。通常，其是指在25°C的電阻率優選不低于15兆歐·厘米(1.5 X IO7 Ω · cm)，更優選不低于17兆歐·厘米的水。在本發明方法的步驟O)、(4)和(6)中(用去離子水洗滌晶片)，各步驟優選在較低溫度進行，例如優選0-30°C，更優選5-25°C，最優選在8-20°C。洗滌時間通常為5-100秒，優選20-80秒，更優選40-60秒。在本發明方法的步驟(3)(在-10至55°C用一種濃酸處理晶片)中，優選地，所述濃酸為無機酸，優選無機強酸，包括，但不限于，硫酸、鹽酸、磷酸和硝酸等，優選硫酸或硝酸。因為在一定的溫度下，不同酸的溶解性不同，所以采用不同的酸時，均采用其在操作溫度下的濃酸，例如當其濃度C3為相應溫度下的飽和濃度的60%以上時，則認為其為“濃酸”。 優選地，采用硫酸時，其濃度通常不小于65重量％。通常，所用硫酸濃度為65-98重量％， 優選70-97重量％，更優選85-95重量％。處理溫度T3優選為15_50°C，更優選25-45°C， 最優選35-40°C。該步驟的處理時間P3通常為1-20秒，優選為2-15秒，更優選為3_10秒。 所述處理包括，但不限于，沖洗或浸入處理，優選浸入處理。在處理過程中，優選采用兆聲波或超聲波輔助處理。優選的是，步驟(3)的酸的濃度C3、處理溫度T3和處理時間P3滿足以下關系30 彡 C3XP3X (Ts+273. 15)/1000 ( 1，000 ；再進一步優選80 彡 C3XP3X (Ts+273. 15)/1000 彡 500 ；更進一步優選100 彡 C3XP3X (Ts+273. 15)/1000 彡 300。以上各式中，濃度單位為重量百分比濃度，處理溫度為攝氏度，處理時間為秒。在一個優選的實施方案中，本發明的方法在步驟C3)之后、步驟(4)之前，還包括一個步驟(3A)在-10至30°C用一種濃酸處理晶片。在本發明方法的步驟(3A)(在-10至30°C用一種濃酸處理晶片)中，優選地，所述濃酸為無機酸，優選無機強酸，包括，但不限于，硫酸、鹽酸、磷酸和硝酸等，優選硫酸或硝酸。因為在一定的溫度下，不同酸的溶解性不同，所以采用不同的酸時，均采用其在操作溫度下的濃酸，例如當其濃度C3a為相應溫度下的飽和濃度的60%以上時，則認為其為“濃酸”。優選地，采用硫酸時，其濃度通常不小于65重量％。通常，所用硫酸濃度為65-98重量％，優選70-97重量％。處理溫度T3a優選為5-30°C，更優選10- °C，最優選20-25°C。 該步驟的處理時間P3a通常為0. 5-15秒，優選1-10秒，更優選2-6秒。所述處理包括，但不限于，沖洗或浸入處理，優選浸入處理。在處理過程中，優選采用兆聲波或超聲波輔助處理。優選的是，步驟(3A)的酸的濃度C3a、處理溫度T3a和處理時間P3a之間滿足以下關系10 ( C3aXP3aX (T3A+273. 15)/1000 ( 400 ；再進一步優選30 彡 C3aXP3aX (T3A+273. 15)/1000 彡 200 ；更進一步優選40 ( C3aXP3aX (T3A+273. 15)/1000 ( 120。以上各式中，濃度單位為重量百分比濃度，處理溫度為攝氏度，處理時間為秒。優選地，步驟(3)的處理溫度高于步驟(3A)的處理溫度。另外，步驟(3)和(3A) 可優選采用相同的酸進行處理。此時，可以采用同一份濃酸，按照不同的溫度連續處理，例如在完成步驟C3)之后，迅速降溫至步驟(3A)的處理溫度繼續處理；在這種實施方案中，C3a 為步驟(3A)開始時的濃度。如果步驟(3A)所用的酸與步驟(3)所用的酸不同，則在步驟(3)之后，優選地，晶片用去離子水洗滌5-30秒之后再進行步驟(3A)。在本發明的一個特別優選的實施方案中，步驟(3)的酸的濃度C3、處理溫度T3和處理時間P3與步驟(3A)的酸的濃度C3a、處理溫度T3a和處理時間P3a之間滿足以下關系2 X C3A X P3A X (T3A+273. 15)彡 C3XP3X (Ts+273. 15)彡 3 X C3A X P3A X (T3A+273. 15)，上式中，濃度單位為重量百分比濃度，處理溫度為攝氏度，處理時間為秒。在本發明方法的步驟(5)(在-10至35°C用一種有機酸溶液處理晶片)中，所用的有機酸可以為常用的一種有機多元酸，優選C3-C12的有機二元酸或三元酸，更優選C3-Cltl的有機二元酸或三元酸。所述酸包括，但不限于，檸檬酸、酒石酸、馬來酸、富馬酸、蘋果酸、葡萄糖酸和葡庚糖酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、壬二酸、癸二酸等，最優選檸檬酸。所述有機酸的濃度C6通常為1-10重量％，優選2-8重量％，更優選3-6重量％。用有機酸處理時的溫度T5通常為5-30°C，優選1548°C，更優選20-25°C。該步驟的處理時間 P5通常為15-50秒，優選20-40秒，更優選25-30秒。所述處理包括，但不限于，沖洗或浸入處理，優選浸入處理。進一步優選的是，步驟(5)中酸的濃度C5、處理溫度T5和處理時間P6滿足以下關系5 ( C5XP5X (T5+273. 15)/1000 ( 150。更進一步優選的是，10 彡 C5XP5X (T5+273. 15)/1000 彡 60。以上各式中，濃度單位為重量百分比濃度，處理溫度為攝氏度，處理時間為秒。在本發明一個特別優選的實施方案中，步驟(3)、步驟(3A)中酸的濃度、處理溫度、處理時間與步驟(5)中酸的濃度C5、處理溫度T5和處理時間P5滿足以下關系1/12 [C3XP3X (Ts+273. 15)+C3aXP3aX (T3A+273. 15)]彡 C5XP5X (T5+273. 15)( 1/4[C3XP3X (Ts+273. 15)+C3AXP3AX (T3A+273. 15)]，以上各式中，濃度單位為重量百分比濃度，處理溫度為攝氏度，處理時間為秒。在本發明方法的步驟(7)中，可以選擇例如在空氣、氮氣或其它惰性氣體(例如氬氣等)中干燥晶片，或選擇真空干燥，干燥溫度優選20-120°C，優選40-90°C，更優選 50-700C ；干燥時間優選0. 5-20分鐘，更優選1-10分鐘。本發明方法適于清洗磷化銦晶片，優選特殊角度的磷化銦晶片，更優選磷化銦 (Ill)B或磷化銦(311)B晶向角度晶片。所述晶片的直徑為例如2. 50-15.0厘米，如5.0厘米、7. 5厘米、10. 0厘米、12. 5厘米或15. 0厘米(晶片加工允許有例如士0. 05厘米尺寸公差)。所得的磷化銦晶片，每平方厘米晶片表面截面積中大于0. 11 μ m2的顆粒< 3. 3顆/cm2 晶片表面，優選彡2. 2顆/cm2晶片表面；晶片表面的金屬殘留Cu ^ IOX 101°原子/cm2，優選Cu彡5 X 101°原子/cm2，更優選Cu ( 2 X 101°原子/cm2，最優選金屬殘留Cu彡1 X 101°原子/cm2，并且晶片表面的金屬殘留Si彡10 X 101°原子/cm2，優選Si彡6 X 101°原子/cm2，更優選Si彡3X IOltl原子/cm2，最優選Si彡IX IOltl原子/cm2 ；表面平均白霧值彡l.Oppm，優選表面平均白霧值彡0. 8ppm,更優選彡0. 5ppm ；其表面微觀粗糙度Ra彡0. 5nm (用AFM (原子力顯微鏡)測試)，優選3nm。通常，晶片單面拋光；如果要求兩面拋光，則上述參數為兩面的平均值。因此，本發明還提供一種磷化銦晶片，特別是特殊角度磷化銦晶片，優選磷化銦 (Ill)B或磷化銦(311)B晶向角度晶片，其每平方厘米晶片表面截面積中大于0. Ilym2 的顆粒< 3. 3顆/cm2晶片表面，優選< 2. 2顆/cm2晶片表面；晶片表面的金屬殘留 Cu ( IOX IOltl 原子/cm2 且 Si ( 10X IOltl 原子/cm2，優選金屬殘留 Cu ( 5X101。原子 / cm2 且 Si ( 6X IOltl 原子/cm2，更優選金屬殘留 Cu ( 2X IOltl 原子/cm2 且 Si ( 3X 101° 原子/cm2，最優選金屬殘留Cu < 1 X 101°原子/cm2且Si < 1 X 101°原子/cm2 ；表面平均白霧值彡1. Oppm,優選表面平均白霧值彡0. 8ppm,更優選彡0. 5ppm ；其表面微觀粗糙度 Ra ( 0. 5nm(用AFM(原子力顯微鏡)測試)，優選Ra ( 0. 3nm。通常，晶片單面拋光；如果要求兩面拋光，則上述參數為兩面的平均值。在本發明中，如無另外說明，則所有的百分比或份數均按重量計。如無另外說明， 則所有濃度均基于所述物質的純物質計算。如無另外說明，溫度均為室溫，壓力均為大氣壓。在本發明的上下文中，一般定義和各級優選定義之間可以相互組合，形成新的技術方案，也視為被本說明書所公開。
實施例儀器和裝置濕法清洗臺(包含浸泡晶片的槽和水洗槽以及排水和排風系統)；晶片旋轉干燥機(美國kmitool公司101型SRD，轉速可調)。晶片質量檢測儀器Yamada 強光燈(光強大于 500，OOOLux)；晶片表面分析儀(美國KLA-TENC0R公司6220型)；原子力顯微鏡(AFM)(美國Digital Instrument 公司 NanoScopeIIIa 型)(垂直分辨率0. 03nm,分析區域5 μ mX 5 μ m)；用反射X射線熒光分析儀(TREX 610型，OSAKA Japan Technos公司)測試晶片表面元素。實驗晶片如無另外說明，則均采用直徑5.08厘米O英寸)的、其中一面經過粗拋光和精細鏡面拋光的磷化銦晶片，厚度為350 μ m,拋光面表面微觀粗糙度Ra = 0. 3nm。所有檢測均針對拋光面進行。實施例1用以下步驟清洗磷化銦晶片，所述晶片為磷化銦(311)B晶向角度晶片(1)將1片待洗晶片浸入含有H2O2的氨水溶液中，在約20°C處理60秒，所述溶液中氨水的濃度為5重量％，H2A的濃度為2重量％ ；(2)將上述晶片取出，放入沖洗槽，在約16°C用電阻率大于17兆歐·厘米的去離子水沖洗60秒；(3)將沖洗后的晶片浸入90重量％的濃硫酸中，在約40°C處理5秒；(4)將上述晶片取出，放入沖洗槽，在約16°C用電阻率大于17兆歐·厘米的去離子水沖洗60秒；
(5)將沖洗后的晶片浸入2重量％檸檬酸中在約25°C處理30秒；(6)將上述晶片取出，放入沖洗槽，在約16°C用電阻率大于17兆歐·厘米的去離子水沖洗60秒；(7)將沖洗后的晶片取出，放入晶片旋轉干燥機中用熱氮氣(70°C )干燥1分鐘。干燥后的晶片用強光燈、晶片表面分析儀、原子力顯微鏡和反射X射線熒光分析儀檢測晶片表面。由強光燈檢測得知，晶片表面無可見顆粒，無白霧。由晶片表面分析儀檢測得知，晶片表面截面積中大于0. 11 μ m2的顆粒為1. 50顆/cm2晶片表面，白霧值(Haze值)=0. 29ppm。 由反射X射線熒光分析儀檢測金屬含量得知，晶片表面的Cu = 0. 62X 101°原子/cm2，Zn = 1.03X 101° 原子/cm2。實施例2用以下步驟清洗磷化銦晶片，所述晶片為磷化銦(311)B晶向角度晶片(1)將1片待洗晶片浸入含有H2O2的氨水溶液中，在約20°C處理60秒，所述溶液中氨水的濃度為5重量％，H2A的濃度為2重量％ ；(2)將上述晶片取出，放入沖洗槽，在約16°C用電阻率大于17兆歐·厘米的去離子水沖洗60秒；(3)將沖洗后的晶片浸入90重量％的濃硫酸中，在約40°C處理5秒；(3A)將上述晶片取出，浸入90重量％的濃硫酸中，在約25°C處理2秒；(4)將上述晶片取出，放入沖洗槽，在約16°C用電阻率大于17兆歐·厘米的去離子水沖洗60秒；(5)將沖洗后的晶片浸入2重量％檸檬酸中在約25°C處理30秒；(6)將上述晶片取出，放入沖洗槽，在約16°C用電阻率大于17兆歐·厘米的去離子水沖洗60秒；(7)將沖洗后的晶片取出，放入晶片旋轉干燥機中用熱氮氣(70°C )干燥1分鐘。干燥后的晶片用強光燈、晶片表面分析儀、原子力顯微鏡和反射X射線熒光分析儀檢測晶片表面。由強光燈檢測得知，晶片表面無可見顆粒，無白霧。由晶片表面分析儀檢測得知， 晶片表面截面積中大于0. 11 μ m2的顆粒為1. 42顆/cm2晶片表面，白霧值(Haze值)= 0. 21ppm。由反射X射線熒光分析儀檢測金屬含量得知，晶片表面的Cu = 0. 5X IO10原子/ cm2, Zn = 0.8X 101° 原子/cm2。實施例3用以下步驟清洗磷化銦晶片，所述晶片為磷化銦(Ill)B晶向角度晶片(1)將1片待洗晶片浸入含有H2O2的氨水溶液中，在約20°C處理60秒，所述溶液中氨水的濃度為5重量％，H2A的濃度為2重量％ ；(2)將上述晶片取出，放入沖洗槽，在約16°C用電阻率大于17兆歐·厘米的去離子水沖洗60秒；(3)將沖洗后的晶片浸入90重量％的濃硫酸中，在約40°C處理5秒；(3A)將上述晶片取出，浸入90重量％的濃硫酸中，在約25°C處理2秒；(4)將上述晶片取出，放入沖洗槽，在約16°C用電阻率大于17兆歐·厘米的去離子水沖洗60秒；(5)將沖洗后的晶片浸入2重量％檸檬酸中在約25°C處理30秒；(6)將上述晶片取出，放入沖洗槽，在約16°C用電阻率大于17兆歐·厘米的去離子水沖洗60秒；(7)將沖洗后的晶片取出，放入晶片旋轉干燥機中用熱氮氣(70°C )干燥1分鐘。干燥后的晶片用強光燈、晶片表面分析儀、原子力顯微鏡和反射X射線熒光分析儀檢測晶片表面。由強光燈檢測得知，晶片表面無可見顆粒，無白霧。由晶片表面分析儀檢測得知， 晶片表面截面積中大于0. 11 μ m2的顆粒為1. 36顆/cm2晶片表面，白霧值(Haze值)= 0. 22ppm。由反射X射線熒光分析儀檢測金屬含量得知，晶片表面的Cu = 0. 4X1010原子/ cm2, Zn = 0. 7X 101° 原子 /cm2。實施例4用以下步驟清洗磷化銦晶片，所述晶片為磷化銦(100)常規晶向角度晶片(1)將1片待洗晶片浸入含有H2O2的氨水溶液中，在約20°C處理60秒，所述溶液中氨水的濃度為5重量％，H2A的濃度為2重量％ ；(2)將上述晶片取出，放入沖洗槽，在約16°C用電阻率大于17兆歐·厘米的去離子水沖洗60秒；(3)將沖洗后的晶片浸入90重量％的濃硫酸中，在約40°C處理5秒；(3A)將上述晶片取出，浸入90重量％的濃硫酸中，在約25°C處理2秒；(4)將上述晶片取出，放入沖洗槽，在約16°C用電阻率大于17兆歐·厘米的去離子水沖洗60秒；(5)將沖洗后的晶片浸入2重量％檸檬酸中在約25°C處理30秒；(6)將上述晶片取出，放入沖洗槽，在約16°C用電阻率大于17兆歐·厘米的去離子水沖洗60秒；(7)將沖洗后的晶片取出，放入晶片旋轉干燥機中用熱氮氣(70°C )干燥2分鐘。干燥后的晶片用強光燈、晶片表面分析儀、原子力顯微鏡和反射X射線熒光分析儀檢測晶片表面。由強光燈檢測得知，晶片表面無可見顆粒，無白霧。由晶片表面分析儀檢測得知， 晶片表面截面積中大于0. Ilym2的顆粒為1.06顆/cm2晶片表面，白霧值(Haze值)= 0. ISppm0由反射X射線熒光分析儀檢測金屬含量得知，晶片表面的Cu = 0. 2X IO10原子/ cm2, Zn = 0. 4X 101° 原子 /cm2。實施例5用以下步驟清洗磷化銦晶片，所述晶片為磷化銦(311)B晶向角度晶片(1)將1片待洗晶片浸入含有H2O2的氨水溶液中，在約8°C處理25秒，所述溶液中氨水的濃度為15重量％，H2A的濃度為1重量％ ；(2)將上述晶片取出，放入沖洗槽，在約20°C用電阻率大于17兆歐·厘米的去離子水沖洗75秒；(3)將沖洗后的晶片浸入98重量％的濃硫酸中，在約30°C處理10秒；(3A)將上述晶片取出，浸入98重量％的濃硫酸中，在約22°C處理4秒；
(4)將上述晶片取出，放入沖洗槽，在約20°C用電阻率大于17兆歐·厘米的去離子水沖洗75秒；(5)將沖洗后的晶片浸入6重量％檸檬酸中在約20°C處理40秒；(6)將上述晶片取出，放入沖洗槽，在約20°C用電阻率大于17兆歐·厘米的去離子水沖洗75秒；(7)將沖洗后的晶片取出，放入晶片旋轉干燥機中用熱氮氣(70°C )干燥0.5分鐘。干燥后的晶片用強光燈、晶片表面分析儀、原子力顯微鏡和反射X射線熒光分析儀檢測晶片表面。由強光燈檢測得知，晶片表面無可見顆粒，無白霧。由晶片表面分析儀檢測得知， 晶片表面截面積中大于0. 11 μ m2的顆粒為1. 56顆/cm2晶片表面，白霧值(Haze值)= 0. 38ppm。由反射X射線熒光分析儀檢測金屬含量得知，晶片表面的Cu = 2. OX 101°原子/ cm2, Zn = 3. 5X 101° 原子 /cm2。實施例6用以下步驟清洗磷化銦晶片，所述晶片為磷化銦(311)B晶向角度晶片(1)將1片待洗晶片浸入含有H2O2的氨水溶液中，在約3°C處理100秒，所述溶液中氨水的濃度為3重量％，H2A的濃度為6重量％ ；(2)將上述晶片取出，放入沖洗槽，在約25°C用電阻率大于17兆歐·厘米的去離子水沖洗30秒；(3)將沖洗后的晶片浸入65重量％的濃硝酸中，在約50°C處理15秒；(3A)將上述晶片取出，浸入65重量％的濃硝酸中，在約20°C處理6秒；(4)將上述晶片取出，放入沖洗槽，在約25°C用電阻率大于17兆歐·厘米的去離子水沖洗30秒；(5)將沖洗后的晶片浸入8重量％蘋果酸中在約15°C處理20秒；(6)將上述晶片取出，放入沖洗槽，在約25°C用電阻率大于17兆歐·厘米的去離子水沖洗30秒；(7)將沖洗后的晶片取出，放入晶片旋轉干燥機中用熱氮氣(70°C)干燥10分鐘。干燥后的晶片用強光燈、晶片表面分析儀、原子力顯微鏡和反射X射線熒光分析儀檢測晶片表面。由強光燈檢測得知，晶片表面無可見顆粒，無白霧。由晶片表面分析儀檢測得知， 晶片表面截面積中大于0. 11 μ m2的顆粒為2. 2顆/cm2晶片表面，白霧值(Haze值)= 0. 53ppm。由反射X射線熒光分析儀檢測金屬含量得知，晶片表面的Cu = 5. 5X IO10原子/ cm2, Zn = 4. 2X 101° 原子 /cm2。實施例7用以下步驟清洗磷化銦晶片，所述晶片為磷化銦(Ill)B晶向角度晶片(1)將1片待洗晶片浸入含有H2O2的氨水溶液中，在約_3°C處理200秒，所述溶液中氨水的濃度為20重量％，H2A的濃度為10重量％ ；(2)將上述晶片取出，放入沖洗槽，在約30°C用電阻率大于17兆歐·厘米的去離子水沖洗10秒；
(3)將沖洗后的晶片浸入36重量％的濃鹽酸中，在約_5°C處理3秒；(3A)將上述晶片取出，浸入30重量％的濃鹽酸中，在約-10°C處理10秒；(4)將上述晶片取出，放入沖洗槽，在約30°C用電阻率大于17兆歐·厘米的去離子水沖洗10秒；(5)將沖洗后的晶片浸入10重量％檸檬酸中在約30°C處理17秒；(6)將上述晶片取出，放入沖洗槽，在約30°C用電阻率大于17兆歐·厘米的去離子水沖洗10秒；(7)將沖洗后的晶片取出，放入晶片旋轉干燥機中用熱氮氣(70°C )干燥1分鐘。干燥后的晶片用強光燈、晶片表面分析儀、原子力顯微鏡和反射X射線熒光分析儀檢測晶片表面。由強光燈檢測得知，晶片表面無可見顆粒，無白霧。由晶片表面分析儀檢測得知， 晶片表面截面積中大于0. 11 μ m2的顆粒為2. 8顆/cm2晶片表面，白霧值(Haze值)= 0. 86ppm。由反射X射線熒光分析儀檢測金屬含量得知，晶片表面的Cu = 7. 8X IO10原子/ cm2, Zn = 6. 3X 101° 原子 /cm2。對比例1用以下步驟清洗磷化銦晶片，所述晶片為磷化銦(311)B晶向角度晶片(1)將待洗晶片浸入92重量％的濃硫酸中于65°C處理4秒；(2)將上述晶片取出然后浸入98重量％濃硫酸中于25°C處理2秒；(3)然后于20°C，將晶片放入沖洗槽中，用電阻率大于17. 5兆歐姆的去離子水沖洗晶片表面55秒；(4)將沖洗過的晶片浸入8重量％的檸檬酸溶液中于25°C處理30秒；(5)然后將晶片放入沖洗槽中，于20°C，用電阻率大于17.5兆歐姆的去離子水沖洗晶片表面20秒；(6)將沖洗過的晶片浸入NH4OH-H2A溶液( NH4OH H2O的重量比為 1:2:7)中于25°C處理5秒；(7)然后于20°C，將晶片放入沖洗槽中，用電阻率大于17. 5兆歐姆的去離子水沖洗晶片表面30秒；(8)將沖洗后的晶片放入晶片旋轉干燥機中用熱氮氣(70°C )干燥15分鐘。干燥后的晶片用強光燈、晶片表面分析儀、原子力顯微鏡和反射X射線熒光分析儀檢測晶片表面。由強光燈檢測得知，晶片表面無可見顆粒，無白霧。由晶片表面分析儀檢測得知，晶片表面截面積中大于0. 11 μ m2的顆粒為3. 55顆/cm2晶片表面，白霧值(Haze值)=1. 30ppm。 由反射X射線熒光分析儀檢測金屬含量得知，晶片表面的Cu = 11. 5X 101°原子/cm2，Zn = 14. 2X 101° 原子/cm2。對比例2用以下步驟清洗磷化銦晶片，所述晶片為磷化銦(Ill)B晶向角度晶片(1)將1片待洗晶片放入兆聲波清洗機(H63-132/ZM，購自北京七星華創電子有限公司)中的盛有兆聲波清洗液(用于半導體生產工藝中松香和石蠟的清DZ-4B系列)的清洗槽中，清洗6-15分鐘；
(2)將晶片取出浸入去離子水中沖洗4-10分鐘；(3)將上述晶片取出，浸入70-100°C的熱濃硫酸(98重量％ )中清洗30_40秒；(4)將晶片取出，浸入25°C的濃硫酸(98重量％ )中清洗5_10秒；(5)用去離子水沖洗晶片1-5分鐘；(6)將沖洗后的晶片取出，浸入NH4OH-H2A的水溶液中在0_5°C清洗3_10秒，所述水溶液中的NH4OH H2O2 H2O的體積比為1-5 1-5 6-12 ；(7)將晶片取出，用去離子水沖洗1-5分鐘；(8)將沖洗后的晶片放入晶片旋轉干燥機中用熱氮氣(70°C )干燥15分鐘。干燥后的晶片用強光燈、晶片表面分析儀、原子力顯微鏡和反射X射線熒光分析儀檢測晶片表面。由強光燈檢測得知，晶片表面無可見顆粒，無白霧。由晶片表面分析儀檢測得知，晶片表面截面積中大于0. 11 μ m2的顆粒為15. 6顆/cm2晶片表面，白霧值(Haze值)=4. 80ppm。 由反射X射線熒光分析儀檢測金屬含量得知，晶片表面的Cu = 10. 2X 101°原子/cm2，Zn = 17. 8X IO1 原子/cm2。上述實施例為本發明優選的實施方式，但本發明的實施方式并不受上述實施例的限制，其它的任何不背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種清洗磷化銦晶片的方法，包括以下步驟(1)在-10至25°C用一種含有H2A的氨水溶液處理晶片；(2)用去離子水洗滌晶片；(3)在-10至55°C用一種濃酸處理晶片；(4)用去離子水洗滌晶片；(5)在-10至35°C用一種有機酸溶液處理晶片；(6)用去離子水洗滌晶片；以及(7)干燥所得晶片。
2.權利要求1的方法，其中步驟(1)使用的晶片是已經完成機械化學拋光和化學精細拋光的晶片，其拋光面表面微觀粗糙度Ra ( 0. 5nm。
3.權利要求1的方法，其中步驟(1)中氨水的濃度C1、處理溫度T1和處理時間P1滿足以下關系30 ( C1XP1X (Ti+273. 15)/1000 ( 1，100上式中，濃度單位為重量百分比濃度，處理溫度為攝氏度，處理時間為秒。
4.權利要求1的方法，其中在步驟C3)之后、步驟(4)之前，還包括一個步驟(3A) 在-10至30°C用一種濃酸處理晶片。
5.權利要求1的方法，其中步驟C3)和(3A)使用的所述濃酸為無機酸，其濃度為其操作溫度的飽和濃度的60%以上。
6.權利要求4的方法，其中步驟(3)的酸的濃度C3、處理溫度T3和處理時間P3與步驟 (3A)的酸的濃度C3a、處理溫度T3a和處理時間P3a之間滿足以下關系2XC3AXP3AX (T3A+273. 15)彡 C3XP3X (Ts+273. 15)彡 3 X C3A X P3A X (T3A+273. 15)上式中，濃度單位為重量百分比濃度，處理溫度為攝氏度，處理時間為秒。
7.權利要求1的方法，其中步驟(5)的酸為檸檬酸。
8.權利要求4的方法，其中步驟(3)的酸的濃度C3、處理溫度T3和處理時間P3與步驟 (3A)的酸的濃度C3a、處理溫度T3a和處理時間P3a以及與步驟(5)中酸的濃度C5、處理溫度 T5和處理時間P5滿足以下關系1/12[C3XP3X (Ts+273. 15)+C3aXP3aX (T3A+273. 15)]彡 C5XP5X (T5+273. 15)彡 1/4 [C3X P3 X (Ts+273. 15)+C3aXP3aX (T3A+273. 15)]，上式中，濃度單位為重量百分比濃度，處理溫度為攝氏度，處理時間為秒。
9.一種磷化銦晶片，其中每平方厘米晶片表面截面積中大于0. Ilym2的顆粒<3.3顆 /cm2，晶片表面的金屬殘留Cu彡IOX IOltl原子/cm2，Zn^ 10 X 101°原子/cm2，表面平均白霧值< 1. Oppm0
10.權利要求9的磷化銦晶片，其為磷化銦(Ill)B或磷化銦(311)B晶向角度晶片。
全文摘要
本發明要求保護一種清洗磷化銦晶片的方法，包括以下步驟(1)在-10至25℃用一種含有H2O2的氨水溶液處理晶片；(2)用去離子水洗滌晶片；(3)在-10至55℃用一種濃酸處理晶片；(4)用去離子水洗滌晶片；(5)在-10至35℃用一種有機酸溶液處理晶片；(6)用去離子水洗滌晶片；以及(7)干燥所得晶片。本發明的方法不但能夠有效地減少磷化銦晶片、特別是磷化銦特殊晶向角度晶片表面顆粒和金屬殘留，而且還能提高其表面的腐蝕均勻性并降低白霧值。由此獲得的磷化銦晶片能很好地滿足“開盒即用”的外延生長要求。
文檔編號H01L21/02GK102456549SQ20111035200
公開日2012年5月16日 申請日期2011年11月8日 優先權日2011年11月8日
發明者任殿勝, 劉文森, 徐衛, 李娟 申請人:北京通美晶體技術有限公司