一種藍(lán)寶石晶片的清洗工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種藍(lán)寶石晶片的清洗工藝，屬于半導(dǎo)體加工技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]對于制作GaN基LED芯片來說，襯底材料的選用是首要考慮的問題，目前市面主要有三種材料可以選用，藍(lán)寶石襯底、硅襯底和碳化硅襯底。而藍(lán)寶石襯底因為具有以下優(yōu)點受到人們的青睞:首先，藍(lán)寶石襯底的生產(chǎn)技術(shù)成熟、器件質(zhì)量較好；其次，藍(lán)寶石作為襯底穩(wěn)定較好，能夠運用在高溫生長過程中；最后，藍(lán)寶石襯底擁有較高的機械強度，易于加工處理和清洗。
[0003]目前，市面上普遍選用藍(lán)寶石作為襯底材料，一般GaN基材料及器件的外延層也大多數(shù)生長在藍(lán)寶石襯底上。隨著半導(dǎo)體市場對GaN基LED芯片的產(chǎn)出良率的要求越來越高，人們對藍(lán)寶石襯底的表面清洗質(zhì)量的要求也越來越高，因為藍(lán)寶石襯底表面清洗后的潔凈度直接影響了藍(lán)寶石的襯底外延層生長、PSS圖形的生長以及GaN基LED管芯前段制作的各個工步等的質(zhì)量。對于藍(lán)寶石襯底生長外延層、PSS圖形生長以及GaN基LED管芯前段制作的各個工步等，因為產(chǎn)品的儲存、轉(zhuǎn)運及制作過程環(huán)境因素等的影響，藍(lán)寶石晶片表面避免不了會有不同程度的有機、無機污染。對于LED芯片的外延層生長、PSS圖形生長及管芯的前段制作工步大多數(shù)要求晶片表面極高的潔凈度，這就決定了各個工步制作前首先進(jìn)行的清洗作業(yè)，而目前大多數(shù)的清洗工藝一般使用超聲和有機溶劑加熱清洗或者使用強氧化性混合溶液加熱清洗，雖然可以對大多數(shù)輕微污染物清洗掉，但是對于污染較嚴(yán)重以及污染輕微但是粘附性較強污染物，清洗效果不理想，產(chǎn)品良率較低，而且傳統(tǒng)工藝方法清洗效率不高。
[0004]中國專利文件CN101468352A(200710305836)提出了一種藍(lán)寶石襯底的清洗方法，該方法是在常溫下進(jìn)行有機溶劑超聲，然后在加熱條件下使用丙酮試劑進(jìn)行浸泡清洗。該工藝的優(yōu)點是操作簡單、方便，取消了傳統(tǒng)清洗工藝中的三氯乙烯試劑清洗，能夠極大地減少環(huán)境污染；但其不足在于，雖然對藍(lán)寶石晶片表面的絕大多數(shù)污染清洗有效，而對于粘附性較強的污染清洗效果較差。CN102632055A(201210101984)公開了一種藍(lán)寶石襯底清洗的方法，是在藍(lán)寶石襯底經(jīng)過除有機雜質(zhì)和無機金屬雜質(zhì)清洗后，再經(jīng)過氫氮等離子體的清洗。步驟依次是，有機溶劑超聲，用氨水雙氧水加熱清洗，鹽酸雙氧水清洗，硫酸磷酸清洗，氫氮等離子體的清洗。而且上述的各個工步之間需電子級純水較長時間的沖洗，雖然能夠較為有效對藍(lán)寶石襯底表面進(jìn)行去污清洗，但是，整個清洗過程工步繁瑣，耗時極高，效率較低。
[0005]鑒于此，在對藍(lán)寶石晶片能夠清洗徹底的前提下，通過工藝方法的改進(jìn)實現(xiàn)快速有效的清洗是本發(fā)明的研發(fā)目標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)采用有機溶劑超聲加熱清洗方法存在的清洗不完全、效率不高的缺陷，本發(fā)明提供了一種清洗完全且效率高的藍(lán)寶石晶片清洗工藝。
[0007]術(shù)語說明:
[0008]藍(lán)寶石晶片，本發(fā)明的藍(lán)寶石晶片包括藍(lán)寶石襯底，在藍(lán)寶石襯底上生長外延層SPSS圖形的外延片。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0010]一種藍(lán)寶石晶片的清洗方法，包括采用物理擦片配合超聲的步驟，包括步驟如下:
[0011](1)擦片處理:用浸有有機溶劑的棉球擦拭藍(lán)寶石晶片表面1-3遍；
[0012](2)超聲:將步驟(1)處理完成的藍(lán)寶石晶片置于有機溶劑中，進(jìn)行超聲處理3-10分鐘；超聲波頻率為10-50KHZ，超聲加熱溫度50-90°C ；
[0013](3)將步驟(2)處理完成的藍(lán)寶石晶片置于硫酸雙氧水的混合溶液中涮洗5-60秒；
[0014](4)將步驟(3)處理完成的藍(lán)寶石晶片通過用去離子水噴淋、下給水并通氮氣的方式清洗3-5分鐘；
[0015](5)將步驟(4)處理完成的藍(lán)寶石晶片在甩干機內(nèi)旋干或者使用氮氣吹干。
[0016]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟(1)、(2)中所述的有機溶劑是無水乙醇或丙酮。
[0017]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟(2)中所述的超聲處理的超聲波頻率為20_30Khz。進(jìn)一步優(yōu)選超聲波頻率為30Khz。
[0018]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟(2)中所述有機溶劑是無水乙醇時的超聲加熱溫度70。。。
[0019]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟(3)中所述的硫酸雙氧水的混合溶液中，硫酸:雙氧水=1:0.2-1體積比?；旌先芤号渲仆瓿捎行褂脮r間為30分鐘內(nèi)。優(yōu)選的，所述硫酸濃度為95% -98%質(zhì)量比，雙氧水濃度為30%質(zhì)量比。進(jìn)一步優(yōu)選質(zhì)量分?jǐn)?shù)95% -98%的硫酸:質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%的雙氧水=1:0.5體積比。硫酸雙氧水適當(dāng)?shù)谋壤浅Ｖ匾?，本發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)前述優(yōu)選比例的濃硫酸雙氧水氧化性相互有增效作用，混合液除污和氧化性好，同時還能將雙氧水分解控制在最低水平。
[0020]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟(3)中藍(lán)寶石晶片在硫酸雙氧水的混合溶液中涮洗時間為10-20秒。
[0021]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟(4)中所述氮氣純度多99.999% ;所述氮氣壓力為
0.1-0.3MPa0以保證氮氣的純凈和使用安全。本領(lǐng)域中所述下給水(溢流)同時通氮氣。進(jìn)一步優(yōu)選所述氮氣是5N氮氣。
[0022]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟(1)中的擦片處理是指擦拭藍(lán)寶石晶片正面，即藍(lán)寶石襯底上表面，或外延層生長面或PSS圖形生長面；擦拭至觀察無明顯臟污為準(zhǔn)。
[0023]本發(fā)明有益效果:
[0024]1、本發(fā)明通過物理擦片配合超聲方法有效去除晶片表面粘附性較強的油污和臟污；使用硫酸雙氧水混合溶液進(jìn)一步清洗，徹底清洗掉表面殘留臟污。與鹽酸雙氧水和/或硫酸磷酸體系相比，硫酸雙氧水適當(dāng)?shù)谋壤酆脱趸暂^好，揮發(fā)較少，不容易損傷外延層。
[0025]2、本發(fā)明步驟簡潔，不使用堿洗和酸中和，只需要一次水洗，在對藍(lán)寶石晶片能夠清洗徹底的前提下，進(jìn)一步實現(xiàn)了快速有效的清洗，大大提升了晶片清洗的效率和質(zhì)量，用水量大幅降低，可用于所有藍(lán)寶石晶片的清洗工作。
[0026]3、本發(fā)明方法清洗后的藍(lán)寶石晶片表面無臟污，表面潔凈。
[0027]4、本發(fā)明方法不僅用于襯底清洗，還用