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一種陽極氧化制備氧化鋁晶體基底的方法與流程

文檔序號:11413249閱讀:431來源:國知局
一種陽極氧化制備氧化鋁晶體基底的方法與流程
本發(fā)明屬于晶體基底的制備技術領域,具體涉及一種陽極氧化制備氧化鋁晶體基底的方法。

背景技術:
現(xiàn)代微電子領域集成的電子器件基本都是以薄膜材料為基礎,器件常用的藍寶石(R-Al2O3)基片,因其具有良好的熱特性、介電常數(shù)小和介質損耗小等性能而受到了廣泛的研究和應用,Al2O3基片的應用越來越廣,需求也越來越多。在Al2O3基片外延生長薄膜材料前必須對基底進行拋光處理以得到平整光亮、晶格完整的清潔表面,因為基底的表面質量直接影響外延層的質量、器件的性能及產(chǎn)品的成品率。但藍寶石硬度高,脆性大,對其進行機械加工非常困難,超光滑表面加工技術更加復雜。目前對Al2O3基片拋光的方法主要有機械、化學、機械化學和化學機械拋光等。機械拋光是利用硬質磨料對晶片進行的拋光,但是靠機械力作用的拋光方法使工件表面質量不高并且容易造成較深的亞表層損傷,導致產(chǎn)品性能和加工成品率降低;化學拋光的拋光效率較低而且會造成形貌精度降低;機械化學拋光是在微粉粒子的撞擊和研磨液的化學作用下產(chǎn)生研磨作用對基片表面進行拋光,該方法速率較低,而且要求被加工表面有一定的初始精度與表面質量;化學機械拋光綜合了機械和化學拋光的優(yōu)勢,在拋光速率、拋光精度以及拋光產(chǎn)生的破壞深度等方面都具有明顯的優(yōu)勢,是目前能夠滿足大規(guī)模集成電路、超大規(guī)模集成電路制造過程中全局平坦化使用的技術,但是工藝十分復雜。另外,國內藍寶石批量生產(chǎn)的技術還很不成熟,切割的藍寶石晶片又有深的加工創(chuàng)傷痕跡,而拋光后易形成很深的麻坑或劃傷。在生產(chǎn)Al2O3藍寶石基底片的時候易產(chǎn)生裂痕和崩邊現(xiàn)象,比例占總數(shù)的5%-8%。藍寶石拋光去除速率約為5μm/h,得到較好的表面需要很長時間,這樣就大大提高了藍寶石基底片的加工成本,拋光時間過長還會使晶片太薄。隨著科學技術的發(fā)展,Al2O3藍寶石基底片的應用越來越廣,需求量也越來越多。制備廉價的高表面質量的Al2O3藍寶石基底片是微電子和集成電子器件亟待解決的問題。

技術實現(xiàn)要素:
為克服目前在單晶藍寶石基底片加工中存在的不足,大面積的藍寶石成本相對較高的問題,本發(fā)明提供了一種采用高純鋁在導電介質水溶液中陽極氧化制備氧化鋁晶體基底的方法。本發(fā)明為解決上述技術問題采用如下技術方案,一種陽極氧化制備氧化鋁晶體基底的方法,其特征在于具體步驟為:(1)鋁片的預處理,將0.2mm厚的鋁片剪切后放入丙酮中超聲清洗15分鐘,再將超聲清洗后的鋁片在350℃的溫度下隔絕空氣退火3小時,然后將退火處理后的鋁片進行電化學拋光,以退火處理后的鋁片作為陽極,圓形銅片作為陰極,陰陽兩極平行相對,以體積比為5:1的乙醇和高氯酸的混合溶液作為電解液,在20V的電壓和6-8℃的溫度下電解直至鋁片表面一層黑色薄膜退去,電解后用60℃熱水沖洗表面的電解液;(2)鋁片的陽極氧化,以預處理后的鋁片作為陽極,鉑電極作為陰極,在醋酸溶液中于5℃進行陽極氧化直至鋁片變?yōu)橥该鞯难趸X為止,其中氧化的電壓為45V;(3)氧化鋁基底的退火處理,將得到的氧化鋁基底用高純水清洗后置于退火爐中,在高純氧氣氣氛下以50℃/s的升溫速率升溫至800℃保溫1小時...
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