專利名稱：Ⅲ-Ⅴ族化合物半導(dǎo)體晶片及其清洗方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種πι-v族化合物半導(dǎo)體晶片及其清洗方法。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體激光器、光纖通信用光接收組件、高速和高頻半導(dǎo)體器件制造技術(shù)的發(fā)展，對III-V族化合物半導(dǎo)體材料——例如砷化鎵、磷化銦等——的清潔度，特別是其表面清潔度的要求越來越高。對于半導(dǎo)體晶片的主要應(yīng)用而言，其表面的主要污染物是顆粒和金屬離子。對于另一類半導(dǎo)體晶片硅晶片，已經(jīng)有了一套通用的清洗方法，即Kern和Puotinen 提出的 RCA 方法(RCA Review, vol. 31, pp. 187-206, June, 1970)。該方法用氨水、雙氧水水溶液(SC-I)清洗顆粒，用鹽酸、雙氧水水溶液(SC-2)去除金屬?！と欢琁II-V族化合物半導(dǎo)體材料，例如磷化銦半導(dǎo)體材料，由于屬于二元化合物，使得其晶片表面的反應(yīng)特性與硅晶片不相同，因此不能套用硅晶片的清洗方法。特別是，上述RCA還具有如下缺點(diǎn)雖然SC-I溶液能夠基本上除去半導(dǎo)體晶片表面的顆粒物，但卻同時(shí)又給其帶來了另外的外來金屬污染源。盡管通過后一步SC-2溶液處理有可能降低晶片表面上外來金屬雜質(zhì)的濃度，但該處理的結(jié)果是使粘附在晶片上的顆粒物再次增加(P. H. Singer, SemiconductorInternational, pp. 36-39, December, 1992)。此外，由于有些地方腐蝕清洗過快，而有些地方還沒有被腐蝕清洗，因而造成晶片表面腐蝕不均勻。這種晶片不能理想地用于后續(xù)的外延生長。中國專利CN101661869中描述了一種清洗砷化鎵(III-V族化合物)半導(dǎo)體晶片的方法，其包括在超聲波作用下用清洗劑處理、分別用濃硫酸和NH4OH-H2O2溶液清洗砷化鎵晶片。該方法沒有有效地清除金屬殘留并且清洗過的砷化鎵晶片表面腐蝕嚴(yán)重，所以也不能簡單套用該法來清洗其他πι-v族化合物半導(dǎo)體晶片，特別是磷化銦半導(dǎo)體晶片。因此，現(xiàn)有技術(shù)中的方法很難較好地去除III-V族化合物半導(dǎo)體材料一例如磷化銦半導(dǎo)體材料一晶片表面的顆粒和金屬殘留物，同時(shí)還能保證晶片表面的腐蝕均勻性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種清洗III-V族化合物半導(dǎo)體晶片的方法，該方法包括以下步驟(I)用一種濃酸于不低于50°C處理晶片；(2)用一種濃酸于不高于30°C處理晶片；(3)用高純水洗滌晶片；(4)用一種有機(jī)酸溶液處理晶片；(5)用高純水洗滌晶片；(6)用一種NH4OH-H2O2溶液處理晶片；(7)用高純水洗滌晶片；以及(8)干燥所得晶片。
本發(fā)明的方法不但能夠有效地減少晶片表面的顆粒和金屬殘留，同時(shí)還能提高晶片表面的腐蝕均勻性，使白霧值降低，從而達(dá)到改善晶片表面的光點(diǎn)缺陷的效果。因此，本發(fā)明還提供一種III-V族化合物半導(dǎo)體晶片，其特征在于，每平方厘米晶片表面面積中大于O. 11 μ m2的顆粒< O. 5顆(按統(tǒng)計(jì)數(shù)除以晶片表面積計(jì))，晶片表面的金屬殘留Cu < IOX 101°原子/cm2且Zn < IOX 101°原子/cm2,表面平均白霧值< I. Oppm。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供一種清洗III-V族化合物半導(dǎo)體晶片方法，包括以下步驟(I)用一種濃酸于不低于50°C處理晶片；
(2)用一種濃酸于不高于30°C處理晶片；(3)用高純水洗滌晶片；(4)用一種有機(jī)酸溶液處理晶片；(5)用高純水洗滌晶片；(6)用一種NH4OH-H2O2溶液處理晶片；(7)用高純水洗滌晶片；以及(8)干燥所得晶片。出乎意料的是，本發(fā)明的方法不但能使晶片表面獲得有效的清洗，減少晶片表面顆粒并顯著降低金屬、特別是銅、鋅的殘留量，而且還能同時(shí)保證腐蝕的均勻性，使得白霧值更低。因此，使用本發(fā)明方法獲得的晶片能夠很好地作為外延襯底使用。本發(fā)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(jīng)完成機(jī)械化學(xué)拋光和化學(xué)精細(xì)拋光的晶片(即已經(jīng)完成精細(xì)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 ( O. 5nm(用AFM(原子力顯微鏡)測試)，優(yōu)選Ra ( O. 3nm。如果要求兩面拋光，則上述參數(shù)為兩面的平均值。在本發(fā)明方法的步驟(I)(用一種濃酸于不低于50°C處理晶片)中，優(yōu)選地，所述濃酸為無機(jī)酸，包括，但不限于，硫酸、鹽酸、磷酸和硝酸等，優(yōu)選硝酸或硫酸。因?yàn)樵谝欢ǖ臏囟认?，不同酸的溶解性不同，所以采用不同的酸時(shí)，均采用其在處理溫度下的濃酸，例如其濃度為其相應(yīng)溫度時(shí)的飽和濃度的60%以上時(shí)，則認(rèn)為其為“濃酸”。優(yōu)選地，采用硫酸時(shí)，其濃度C1通常不小于65重量％。通常，所用硫酸濃度為65-98重量％，優(yōu)選70-97重量％。處理溫度T1通常為50-80°C，優(yōu)選55-75°C，更優(yōu)選60_70°C。只要滿足溫度不低于50°C的條件，該處理步驟中的溫度可以變化。該步驟的處理時(shí)間P1通常為1-20秒，優(yōu)選為2-18秒，更優(yōu)選為3-15秒。所述處理包括，但不限于，沖洗和浸入等，優(yōu)選浸入處理。在處理過程中，優(yōu)選采用兆聲波或超聲波處理。在本發(fā)明方法的步驟(2)(用一種濃酸于不高于30°C處理晶片)中，優(yōu)選地，所述濃酸為無機(jī)酸，包括，但不限于，硫酸、鹽酸、磷酸和硝酸等，優(yōu)選硝酸或硫酸。因?yàn)樵谝欢ǖ臏囟认?，不同酸的溶解性不同，所以采用不同的酸時(shí)，均采用其在處理溫度下的濃酸，例如其濃度為其相應(yīng)溫度時(shí)的飽和濃度的60%以上時(shí)，則認(rèn)為其為“濃酸”。優(yōu)選地，采用硫酸時(shí)，其濃度C2通常不小于65重量％。通常，所用硫酸濃度為65-98重量％，優(yōu)選70-97重量％。處理溫度!^通常不高于30°C，優(yōu)選不高于25°C。只要滿足溫度不高于30°C的條件，該處理步驟中的溫度可以變化。通常，處理溫度為5-30°C，優(yōu)選8-28°C，更優(yōu)選10-25°C。該步驟的處理時(shí)間P2通常為O. 5-15秒，優(yōu)選1-12秒，更優(yōu)選2-10秒。所述處理包括，但不限于，沖洗和浸入等，優(yōu)選浸入處理。在處理過程中，優(yōu)選采用兆聲波或超聲波處理。優(yōu)選地，步驟⑴和⑵采用相同的酸進(jìn)行處理。此時(shí)，可以采用同一份濃酸，按照不同的溫度連續(xù)處理，即在完成第一步處理之后，迅速降溫至第二步的處理溫度繼續(xù)處理；在這種實(shí)施方案中，C2為步驟(2)開始時(shí)的濃度。如果第二步所用的酸與第一步所用的酸不同，則在第一步酸處理(I)之后，優(yōu)選地，晶片用高純水洗滌5-30秒之后再進(jìn)行第二步的酸處理⑵。在本發(fā)明的一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，步驟(I)的酸的濃度C1、處理溫度T1和處理時(shí)間P1與步驟⑵的酸的濃度C2、處理溫度T2和處理時(shí)間P2之間滿足以下關(guān)系C2XP2X (T2+273. 15)彡 C1XP1X (1\+273· 15)彡3 X C2 X P2 X (T2+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(shí)間為秒。進(jìn)一步優(yōu)選的是，步驟(I)的酸的濃度C1、處理溫度T1和處理時(shí)間P1與步驟(2)的酸的濃度C2、處理溫度T2和處理時(shí)間P2之間滿足以下關(guān)系500 彡 C1XP1X (1\+273· 15) ( 4，500 ;和350 彡 C2XP2X (T2+273. 15) ( 3，000 ；再進(jìn)一步優(yōu)選650 彡 C1XP1X (1\+273· 15) ( 3，800 ;和450 彡 C2XP2X (Τ2+273. 15) ( 2，500 ；更進(jìn)一步優(yōu)選850 彡 C1XP1X (1\+273· 15) ( 3，200 ;和550 彡 C2XP2X (Τ2+273. 15) ( 2，200。在本發(fā)明中，所使用的術(shù)語“高純水”是指在25°C的電阻率優(yōu)選不低于15兆歐 厘米(I. 5 XlO7 Ω · cm)，更優(yōu)選不低于17. 5兆歐 厘米的水。在用高純水洗滌晶片的步驟(3)、(5)和(7)中，各步驟優(yōu)選在較低溫度進(jìn)行，例如在不高于30°C的溫度(例如3-30°C )，優(yōu)選在不高于25°C (例如5_25°C )的溫度，更優(yōu)選在8-20°C的溫度實(shí)施。洗滌時(shí)間通常為10-100秒，優(yōu)選12-80秒，更優(yōu)選15-60秒。在本發(fā)明方法的步驟(4)(用一種有機(jī)酸溶液處理晶片)中，所用的有機(jī)酸可以為常用的一種有機(jī)多元酸。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、葡庚糖酸、C3-C12(即3-12個(gè)碳原子)的多元酸，優(yōu)選C3-C10的二元酸等，例如丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、壬二酸、癸二酸等，優(yōu)選檸檬酸。所述有機(jī)酸的濃度C4通常為1-10重量％，優(yōu)選2-8重量％，更優(yōu)選3-6重量％。用有機(jī)酸處理時(shí)的溫度T4通常為10-30°C，優(yōu)選15-25°C。該處理步驟中的溫度可以變化。該步驟的處理時(shí)間P4通常為15-35秒，優(yōu)選20-33秒。所述處理包括，但不限于，沖洗和浸入等，優(yōu)選浸入處理。在本發(fā)明一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，步驟(I)、步驟(2)中酸的濃度、處理溫度、處理時(shí)間與步驟⑷中酸的濃度C4、處理溫度T4和處理時(shí)間P4滿足以下關(guān)系1/10 [C2 X P2 X (T2+273. 15)+C1X P1X (1\+273· 15)]彡C4XP4X (T4+273. 15)( 1/2[C2XP2X (T2+273. 15) +C1XP1X ( \+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(shí)間為秒。進(jìn)一步優(yōu)選的是，步驟⑷中酸的濃度C4、處理溫度T4和處理時(shí)間P4滿足以下關(guān)系100 彡 C4XP4X (T4+273. 15) ( I, 200。更進(jìn)一步優(yōu)選的是，200 彡 C4XP4X (T4+273. 15) ( 900。在本發(fā)明方法的步驟(6)(用一種NH4OH-H2O2溶液處理晶片)中，采用NH4OH-H2O2水溶液，按重量百分比計(jì)算，所述NH4OH-H2O2水溶液中，NH4OH, H2O2的濃度通常分別為5-25 % NH4OH 和 3-15 % H2O2,優(yōu)選為 10-22 % NH4OH 和 5-12 % H2O20 處理過程有利地在10-40°C下進(jìn)行，優(yōu)選在15-30°C的溫度進(jìn)行。該處理步驟中的溫度可以變化。該步驟的處 理時(shí)間通常為2-15秒，優(yōu)選3-12秒，更優(yōu)選4-10秒。所述處理包括，但不限于，沖洗或浸入等，優(yōu)選浸入處理。在本發(fā)明的一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，步驟(6)中氨水的濃度C6、步驟(6)的處理溫度T6和處理時(shí)間P6滿足以下關(guān)系50 彡 C6XP6X (T6+273. 15) ( I, 000優(yōu)選的是，80 彡 C6XP6X (T6+273. 15) ( 800進(jìn)一步優(yōu)選的是，100 彡 C6XP6X (T6+273. 15) ( 500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(shí)間為秒。在本發(fā)明方法的步驟(6)中，按重量百分比計(jì)算，NH4OH與H2O2的比例優(yōu)選為
O.5-7. 5 1，優(yōu)選為 1-5 I。在本發(fā)明方法的步驟⑶中，可以選擇在空氣或惰性氣氛(氮?dú)獾?中干燥晶片，或選擇真空干燥，干燥溫度優(yōu)選20-120°C，優(yōu)選25-90°C ;干燥時(shí)間優(yōu)選1_20分鐘。本發(fā)明方法優(yōu)選地適于清洗III-V族化合物半導(dǎo)體晶片，例如直徑為2. 50-15. O厘米的晶片，例如直徑5. O厘米、7. 5厘米、10. O厘米、12. 5厘米和15. O厘米的III-V族化合物半導(dǎo)體晶片，尤其是磷化銦半導(dǎo)體晶片。所得的πι-v族化合物半導(dǎo)體晶片，每平方厘米晶片表面面積大于O. Ilym2的顆粒< O. 5顆(按統(tǒng)計(jì)數(shù)除以晶片表面積計(jì))，優(yōu)選< O. 3顆；晶片表面的金屬殘留Cu ( IOX 101°原子/cm2且Zn彡IOX 101°原子/cm2，優(yōu)選金屬殘留Cu < 7 X 101°原子/cm2且Zn < 8 X 101°原子/cm2，更優(yōu)選金屬殘留Cu ( 2 X 101°原子/cm2且Zn < 3 X 101°原子/cm2 ;表面平均白霧值< I. Oppm,優(yōu)選表面平均白霧值< O. 8ppm,更優(yōu)選彡O. 7ppm ;其表面微觀粗糙度Ra ( O. 5nm(用AFM(原子力顯微鏡)測試)，優(yōu)選Ra ( O. 3nm。通常，晶片單面拋光；如果要求兩面拋光，則上述參數(shù)為兩面的平均值。因此，本發(fā)明還提供一種III-V族化合物半導(dǎo)體晶片，其特征在于，每平方厘米晶片表面面積大于O. 11 μ m2的顆粒< O. 5顆(按統(tǒng)計(jì)數(shù)除以晶片表面積計(jì))，優(yōu)選< O. 3顆；晶片表面的金屬殘留Cu ( IOX 101°原子/cm2且Zn < IOX 101°原子/cm2，優(yōu)選金屬殘留Cu < 7 X 101°原子/cm2且Zn < 8 X 101°原子/cm2，更優(yōu)選金屬殘留Cu ( 2 X 101°原子/cm2且Zn < 3 X 101°原子/cm2 ;表面平均白霧值< I. Oppm,優(yōu)選表面平均白霧值< O. 8ppm,更優(yōu)選彡O. 7ppm ;其表面微觀粗糙度Ra ( O. 5nm(用AFM(原子力顯微鏡)測試)，優(yōu)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(shù)為兩面的平均值。所述III-V族化合物半導(dǎo)體晶片例如直徑為2. 50-15. O厘米的晶片，例如直徑5. O厘米、7. 5厘米、10. O厘米、12. 5厘米和15. O厘米的III-V族化合物半導(dǎo)體晶片，尤其是磷化銦半導(dǎo)體
曰
曰曰/T ο在本發(fā)明中，如無另外說明，則所有的百分比或份數(shù)均按重量計(jì)。如無另外說明，則所有濃度均基于所述物質(zhì)的純物質(zhì)計(jì)算。實(shí)施例儀器和裝置濕法清洗臺(tái)(包含浸泡晶片的槽和水洗槽)；晶片旋轉(zhuǎn)干燥機(jī)(美國Semitool公司101型SRD)。晶片質(zhì)量檢測儀器Yamada 強(qiáng)光燈(光強(qiáng)大于 100，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O. 03nm,分析區(qū)域5 μ mX 5 μ m)；用TXRF (反射X射線熒光分析儀；TREX 610型，OSAKA JapanTechnos公司)測試晶片表面兀素。實(shí)驗(yàn)晶片如無另外說明，則均采用直徑5.08厘米(2英寸)的、其中一面經(jīng)過精細(xì)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 = O. 3nm。所有檢測均針對拋光面(對非磷化銦晶片也是如此)。對比例I用以下步驟清洗磷化銦晶片(I)將待洗晶片浸入93重量％的濃硫酸中于65°C處理3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3秒；(3)然后于25°C下，將晶片放入沖洗槽中，用電阻率大于17. 5兆歐姆的快速高純水沖洗晶片表面55秒；(4)將沖洗過的晶片浸入NH4OH-H2O2溶液(H2O2 NH4OH H2O的重量比為1:2:7)中于25°C處理7秒；(5)然后于25°C下，將晶片放入沖洗槽中，用電阻率大于17. 5兆歐姆的高純水沖洗晶片表面30秒；(6)將沖洗后的晶片放入晶片旋轉(zhuǎn)干燥機(jī)中用熱氮?dú)?70°C )干燥15分鐘。干燥后的晶片用強(qiáng)光燈、KLA-TENC0R 6220、原子力顯微鏡燈檢查表面。用強(qiáng)光燈檢查晶片表面，無可見顆粒、但是有白霧。用美國KLA-TENC0R 6220型檢查，面積大于O. 11 μ m2的顆粒18顆(O. 89顆/cm2)，白霧值(Haze值)=I. 3ppm。用TXRF測量金屬含量，Cu = 20χ10η原子/cm2, Zn = 23χ10η原子/cm2。對比例2用以下步驟清洗磷化銦晶片(I)將待洗晶片浸入90重量％的濃硫酸中于65°C處理3秒；
(2)將上述晶片取出然后浸入95重量％濃硫酸中于25°C處理2秒；(3)然后于25°C下，將晶片放入沖洗槽中，用電阻率大于17. 5兆歐姆的快速高純水沖洗晶片表面55秒；(4)用4重量％稀硫酸于25 °C處理晶片30秒；(5)于25°C下，將晶片放入沖洗槽中，用電阻率大于17. 5兆歐姆的快速高純水沖洗晶片表面55秒；(6)將沖洗過的晶片浸入NH4OH-H2O2溶液(H2O2 NH4OH H2O的重量比為1:2:7)中于25°C處理5秒；(7)然后于25°C下，將晶片放入沖洗槽中，用電阻率大于17. 5兆歐姆的高純水沖洗晶片表面30秒；
(8)將沖洗后的晶片放入晶片旋轉(zhuǎn)干燥機(jī)中用熱氮?dú)?70°C )干燥15分鐘。干燥后的晶片用強(qiáng)光燈、KLA-TENC0R 6220、原子力顯微鏡燈檢查表面。用強(qiáng)光燈檢查晶片表面，無可見顆粒、無白霧。用美國KLA-TENC0R 6220型檢查，面積大于O. 11 μ m2的顆粒=20顆(=O. 99顆/cm2),白霧值(Haze值)=I. 5ppm。用TXRF測量金屬含量，Cu = 21xl010 原子 /cm2, Zn = 23xl010 原子 /cm2。對比例3用以下步驟清洗磷化銦晶片(I)將待洗晶片浸入95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95重量％濃硫酸中于25°C處理10秒；(3)然后于25°C下，將晶片放入沖洗槽中，用電阻率大于17. 5兆歐姆的快速高純水沖洗晶片表面55秒；(4)將沖洗過的晶片浸入6重量％的硝酸溶液中于25°C處理30秒；(5)然后將晶片放入沖洗槽中，于25°C下，用電阻率大于17. 5兆歐姆的高純水沖洗晶片表面20秒；(6)將沖洗過的晶片浸入NH4OH-H2O2溶液(H2O2 NH4OH H2O的重量比為1:2:7)中于22°C處理6秒；(7)然后于25°C下，將晶片放入沖洗槽中，用電阻率大于17. 5兆歐姆的高純水沖洗晶片表面30秒；(8)將沖洗后的晶片放入晶片旋轉(zhuǎn)干燥機(jī)中用熱氮?dú)?70°C )干燥15分鐘。干燥后的晶片用強(qiáng)光燈、KLA-TENC0R 6220型、原子力顯微鏡燈檢查表面。用強(qiáng)光燈檢查晶片表面，無可見顆粒、無白霧。用KLA-TENC0R6220型檢查，面積大于O. 11 μ HI2的顆粒=22顆(I. 09顆/cm2)，白霧值(Haze值)=I. 2ppm。用TXRF測量金屬含量，Cu = 22xl010 原子 /cm2, Zn = 21xl010 原子 /cm2。實(shí)施例I用以下步驟清洗直徑5. 08厘米(2英寸)的經(jīng)過精細(xì)鏡面拋光的砷化鎵晶片，厚度為350 μ m,表面微觀粗糙度Ra = O. 3nm (I)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. 5兆歐姆的快速高純水沖洗晶片表面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17.5兆歐姆的高純水沖洗晶片表面20秒；(6)將沖洗過的晶片浸入NH4OH-H2O2溶液(H2O2 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. 5兆歐姆的高純水沖洗晶片表面30秒；
(8)將沖洗后的晶片放入晶片旋轉(zhuǎn)干燥機(jī)中用熱氮?dú)?70°C )干燥15分鐘。干燥后的晶片用強(qiáng)光燈、KLA-TENC0R 6220型、原子力顯微鏡燈檢查表面。用強(qiáng)光燈檢查晶片表面，無可見顆粒、無白霧。用KLA-TENC0R6220型檢查，面積大于O. 11 μ m2的顆粒6顆(O. 30顆/cm2)，白霧值(Haze值)=O. 7ppm。用TXRF測量金屬含量，Cu = 4xl010 原子 /cm2, Zn = 3xl010 原子 /cm2。實(shí)施例2用以下步驟清洗磷化銦晶片(I)將待洗晶片浸入68重量％的濃硝酸中于51°C處理7秒；(2)將上述晶片取出然后浸入68重量％濃硝酸中于23°C處理4秒；(3)然后于25°C下，將晶片放入沖洗槽中，用電阻率大于17. 5兆歐姆的快速高純水沖洗晶片表面55秒；(4)將沖洗過的晶片浸入3重量％的庚二酸溶液中于20°C處理30秒；(5)然后將晶片放入沖洗槽中，于25°C下，用電阻率大于17. 5兆歐姆的高純水沖洗晶片表面20秒；(6)將沖洗過的晶片浸入NH4OH-H2O2溶液(H2O2 NH4OH H2O的重量比為1:1:8)中于20°C處理6秒；(7)然后于25°C下，將晶片放入沖洗槽中，用電阻率大于17. 5兆歐姆的高純水沖洗晶片表面30秒；(8)將沖洗后的晶片放入晶片旋轉(zhuǎn)干燥機(jī)中用熱氮?dú)?70°C )干燥15分鐘。干燥后的晶片用強(qiáng)光燈、KLA-TENC0R 6220型、原子力顯微鏡燈檢查表面。用強(qiáng)光燈檢查晶片表面，無可見顆粒、無白霧。用KLA-TENC0R6220型檢查，面積大于O. 11 μ HI2的顆粒8顆(O. 39顆/cm2)，白霧值(Haze值)=O. 75ppm。用TXRF測量金屬含量，Cu = 4xl010 原子 /cm2, Zn = 4xl010 原子 /cm2。實(shí)施例3用以下步驟清洗磷化銦晶片(I)將待洗晶片浸入90重量％的濃硫酸中于70°C處理7秒；(2)將上述晶片取出然后浸入93重量％濃硫酸中于22°C處理6秒；(3)然后于25°C下，將晶片放入沖洗槽中，用電阻率大于17. 5兆歐姆的快速高純水沖洗晶片表面55秒；(4)將沖洗過的晶片浸入3重量％的檸檬酸溶液中于22°C處理30秒；(5)然后將晶片放入沖洗槽中，于25°C下，用電阻率大于17. 5兆歐姆的高純水沖洗晶片表面20秒；(6)將沖洗過的晶片浸入NH4OH-H2O2溶液(H2O2 NH4OH H2O的重量比為
O.7 I. 8 7. 5)中于 30°C處理 8 秒；(7)然后于25°C下，將晶片放入沖洗槽中，用電阻率大于17. 5兆歐姆的高純水沖洗晶片表面30秒；(8)將沖洗后的晶片放入晶片旋轉(zhuǎn)干燥機(jī)中用熱氮?dú)?70°C )干燥15分鐘。干燥后的晶片用強(qiáng)光燈、KLA-TENC0R 6220型、原子力顯微鏡燈檢查表面。用強(qiáng)光燈檢查晶片表面，無可見顆粒、無白霧。用KLA-TENC0R6220型檢查，面積大于O. 11 μ HI2的顆粒10顆(O. 49顆/cm2)，白霧值(Haze值)=O. 85ppm。用TXRF測量金屬含量，Cu = 7xl010 原子 /cm2, Zn = 8xl010 原子 /cm2。 實(shí)施例4用以下步驟清洗磷化銦晶片(I)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95重量％濃硫酸中于15°C處理4秒；(3)然后于25°C下，將晶片放入沖洗槽中，用電阻率大于17. 5兆歐姆的快速高純水沖洗晶片表面55秒；(4)將沖洗過的晶片浸入3重量％的戊二酸溶液中于25°C處理30秒；(5)然后將晶片放入沖洗槽中，于25°C下，用電阻率大于17. 5兆歐姆的高純水沖洗晶片表面20秒；(6)將沖洗過的晶片浸入NH4OH-H2O2溶液(H2O2 NH4OH H2O的重量比為1:1:8)中于18°C處理5秒；(7)然后于25°C下，將晶片放入沖洗槽中，用電阻率大于17. 5兆歐姆的高純水沖洗晶片表面30秒；(8)將沖洗后的晶片放入晶片旋轉(zhuǎn)干燥機(jī)中用熱氮?dú)?70°C )干燥15分鐘。干燥后的晶片用強(qiáng)光燈、KLA-TENC0R 6220型、原子力顯微鏡燈檢查表面。用強(qiáng)光燈檢查晶片表面，無可見顆粒、無白霧。用KLA-TENC0R6220型檢查，面積大于O. 11 μ HI2的顆粒6顆(O. 30顆/cm2)，白霧值(Haze值)=O. 70ppm。用TXRF測量金屬含量，Cu = 2xl010 原子 /cm2, Zn = 3xl010 原子 /cm2。實(shí)施例5用以下步驟清洗磷化銦晶片(I)將待洗晶片浸入70重量％的濃硫酸中于62°C處理13秒；(2)將上述晶片取出然后浸入70重量％濃硫酸中于30°C處理10秒；(3)然后于25°C下，將晶片放入沖洗槽中，用電阻率大于17. 5兆歐姆的快速高純水沖洗晶片表面55秒；(4)將沖洗過的晶片浸入5重量％的己二酸溶液中于25°C處理20秒；(5)然后將晶片放入沖洗槽中，于25°C下，用電阻率大于17. 5兆歐姆的高純水沖洗晶片表面20秒；(6)將沖洗過的晶片浸入NH4OH-H2O2溶液(H2O2 NH4OH H2O的重量比為I I. 5 7. 5)中于 15°C處理 15 秒；
(7)然后于25°C下，將晶片放入沖洗槽中，用電阻率大于17. 5兆歐姆的高純水沖洗晶片表面30秒；(8)將沖洗后的晶片放入晶片旋轉(zhuǎn)干燥機(jī)中用熱氮?dú)?70°C )干燥15分鐘。干燥后的晶片用強(qiáng)光燈、KLA-TENC0R 6220型、原子力顯微鏡燈檢查表面。用強(qiáng)光燈檢查晶片表面，無可見顆粒、無白霧。用KLA-TENC0R6220型檢查，面積大于O. 11 μ HI2的顆粒10顆(O. 49顆/cm2)，白霧值(Haze值)=O. 97ppm。用TXRF測量金屬含量，Cu = 7xl010 原子 /cm2, Zn = 9xl010 原子 /cm2。上述實(shí)施例為本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其它的任何不背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)?！?br> 權(quán)利要求
1.一種清洗III-V族化合物半導(dǎo)體晶片的方法，包括以下步驟 (1)用一種濃酸于不低于50°c處理晶片； (2)用一種濃酸于不高于30°C處理晶片； (3)用高純水洗滌晶片； (4)用一種有機(jī)酸溶液處理晶片； (5)用高純水洗滌晶片； (6)用一種NH4OH-H2O2溶液處理晶片； (7)用高純水洗滌晶片；以及 (8)干燥所得晶片。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其特征在于，第(I)步使用的晶片是已經(jīng)完成機(jī)械化學(xué)拋光和化學(xué)精細(xì)拋光的晶片，其表面微觀粗糙度Ra ( O. 5nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其特征在于，步驟(1)-(2)使用的所述濃酸為無機(jī)酸，其濃度為其相應(yīng)溫度時(shí)的飽和濃度的60%以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其特征在于，步驟(I)的酸的濃度C1、處理溫度T1和處理時(shí)間P1與步驟⑵的酸的濃度C2、處理溫度T2和處理時(shí)間P2之間滿足以下關(guān)系C2XP2X (T2+273. 15)彡 C1XP1X (1\+273· 15)彡 3XC2XP2X (V273. 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(shí)間為秒。
5.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其特征在于，步驟(4)所用的有機(jī)酸為有機(jī)多元酸。
6.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其特征在于，步驟(I)的酸的濃度C1、處理溫度T1和處理時(shí)間P1與步驟⑵的酸的濃度C2、處理溫度T2和處理時(shí)間P2以及與步驟⑷中酸的濃度C4、步驟(4)的處理溫度T4和處理時(shí)間P4滿足以下關(guān)系1/10 [C2 XP2X (T2+273. IS^C1XP1X (1\+273· 15)]彡 C4XP4X (T4+273. 15) (1/2 [C2 X P2 X (T2+273. 15)+C1X P1X (1\+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(shí)間為秒。
7.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其特征在于，步驟(6)中氨水的濃度C6、處理溫度T6和處理時(shí)間P6滿足以下關(guān)系50 彡 C6XP6X (T6+273. 15) ( I, 000 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(shí)間為秒。
8.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其特征在于，所述洗III-V族化合物半導(dǎo)體晶片是磷化銦半導(dǎo)體晶片。
9.一種III-V族化合物半導(dǎo)體晶片，其特征在于，每平方厘米晶片表面面積中大于O.Ilym2的顆粒彡O. 5顆，晶片表面的金屬殘留Cu ( IOX 101°原子/cm2且Zn彡IOX 101°原子/cm2,表面平均白霧值;^ I. Oppm。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的III-V族化合物半導(dǎo)體晶片，其特征在于，所述III-V族化合物半導(dǎo)體晶片為磷化銦晶片。
全文摘要
本發(fā)明提供一種清洗III-V族化合物半導(dǎo)體晶片的方法，包括以下步驟(1)用一種濃酸于不低于50℃處理晶片；(2)用一種濃酸于不高于30℃處理晶片；(3)用高純水洗滌晶片；(4)用一種有機(jī)酸溶液處理晶片；(5)用高純水洗滌晶片；(6)用一種NH4OH-H2O2溶液處理晶片；(7)用高純水洗滌晶片；以及(8)干燥所得晶片。還提供一種III-V族化合物半導(dǎo)體晶片，其特征在于，每平方厘米晶片表面面積中大于0.11μm2的顆粒≤0.5顆，晶片表面的金屬殘留Cu≤10×1010原子/cm2且Zn≤10×1010原子/cm2，表面平均白霧值≤1.0ppm。
文檔編號H01L21/02GK102789964SQ20111012599
公開日2012年11月21日 申請日期2011年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月16日
發(fā)明者劉文森, 徐衛(wèi), 李海淼, 王冰 申請人:北京通美晶體技術(shù)有限公司