分鐘，然后將載有晶片的陶瓷板取出放在化蠟槽中，化蠟槽中預先加 入55-58°C的水，同時向水中加入一定量的化蠟劑，4-5min后，蜂蠟熔化，晶片自動松動，滑 動，將晶片移出陶瓷板。將收集的晶片在下蠟槽中用去離子水清洗后干燥，得到超薄晶片成 品。
[0078] 表1實施例1各步驟后的晶片厚度值

[0081] 從成品片中抽取部分晶片進行測平，數(shù)據(jù)如表2所示。
[0082] 表2實施例1的成品晶片測平值
[0083]
[0084] 對比實施例2
[0085] 取實施例1的晶片1重復實施例1的步驟，但是對晶片正面和背面進行減薄的步 驟使用粒徑為3-8微米的2000#砂輪。
[0086] 以上實驗發(fā)現(xiàn)，以2000#砂輪對晶片進行減薄時，對晶片造成的損傷層更深，加工 完成后晶片的表面粗糙度值比本發(fā)明實施例1采用8000#砂輪的表面粗糙度值大得多，因 此濕法腐蝕后晶片的強度降低。以下表3為實施采用8000#砂輪與對比實施例2采用2000# 砂輪對晶片進行減薄后，晶片的表面粗糙度測量值的對比。
[0087] 表3. 8000#砂輪與2000#砂輪對晶片進行減薄的表面粗糙度測量值對比
[0089] 其中，Ra為算數(shù)平均粗糙度；Rq為輪廓均方根偏差；Rmax為最大粗糙度深度；Rt 為輪廓最大高度；Rz為輪廓平均高度。
[0090] 對比實施例3
[0091] 由一個直徑12厘米的Ge圓形晶棒用多線切割機一次切出20片厚度相同的圓形 晶片，厚度均為250微米；使用倒角機對各片圓形晶片進行邊緣倒角處理，使其邊緣截面成 為弧形。然后將晶片放置在500微米厚度的支承墊中，在0. 05千克/平方厘米壓力下進行 雙面研磨加工25分鐘，消除切片工序帶來的鋸紋損傷，其中，下盤逆時針旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為8轉(zhuǎn) /分鐘，中心齒圈和上盤順時針旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為3/分鐘，外齒圈逆時針旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為7轉(zhuǎn)/分 鐘。將晶片主面朝下放進砂輪為8000#的減薄機中的機臺上，通過吸真空將晶片吸在平整 的機臺上，以確保晶片與機臺之間沒有間隙，然后調(diào)整機臺參數(shù)，將晶片送入機臺中進行加 工。然后將晶片放入40%體積濃度的氫氟酸和65%體積濃度的硝酸以1. 0:2. 0體積比的 混合液中進行濕法腐蝕，去除前道加工的殘余磨肩，同時腐蝕掉晶片表面的損傷層（約10 微米），露出盡量完整的單晶表層，晶片的強度有所提高。
[0092] 然后將濕法腐蝕后的晶片進行貼膜保護，將貼膜后的晶片放在拋光機的支承墊腔 內(nèi)，先將液體Fujimi INSEC SP拋光磨料用于該拋光設備，以晶片單位面積壓力0. 05-0. 12 千克/平方厘米、上盤轉(zhuǎn)速12-35轉(zhuǎn)/分鐘、下盤轉(zhuǎn)速8-30轉(zhuǎn)/分鐘、拋光液流量60-1201/ cm2晶片面積/分鐘的拋光條件進行粗拋光，粗拋光55分鐘，用去離子水清洗后，干燥。再 將UPP-GAS01拋光液用于該拋光設備，以晶片單位面積壓力0. 06-0. 12千克/平方厘米、上 盤轉(zhuǎn)速25-50轉(zhuǎn)/分鐘、下盤轉(zhuǎn)速12-25轉(zhuǎn)/分鐘、拋光液流量0. 5-1.0ml/cm2晶片面積/ 分鐘的拋光條件進行精拋光，精拋光8分鐘。拋光之后進行揭膜去保護，將得到的晶片用去 離子水清洗后干燥，得到超薄晶片成品。
[0093] 從成品片中抽取部分晶片進行測平，數(shù)據(jù)如表4所示。
[0094] 表4.對比實施例3的成品晶片測平值
[0096] 通過對比實施例3與實施例1的對比，可以發(fā)現(xiàn)：按照現(xiàn)有技術(shù)的切片工藝切出的 片厚一般都在250微米以上，如果在這個原始厚度的基礎(chǔ)上直接一次性磨削減薄超過30微 米時，其積累的應力會過大，容易造成晶片破損。所以，用現(xiàn)有技術(shù)的工藝要加工出厚度在 140微米以下的超薄晶片并不容易?，F(xiàn)有工藝中，晶片背面需貼膜后再進行主面磨削和拋 光，當晶片厚度接近100微米左右時，膜厚度與晶片厚度幾乎相當，所以在貼膜、揭膜時容 易使晶片破損。
[0097] 以上實驗結(jié)果表明，由本發(fā)明方法制得的超薄Ge單晶襯底材料具有良好的晶片 平整度、表面總平整度、彎曲度和翹曲度，適于進行外延生長。
[0098] 本發(fā)明所制備的超薄Ge單晶襯底材料的厚度為80-180微米，優(yōu)選70-170微米， 更優(yōu)選60-160微米；直徑為2-24厘米，優(yōu)選3-22厘米，更優(yōu)選5-20厘米；表面粗糙度Ra 為0. 2-0. 5納米，優(yōu)選0. 2-0. 4納米，更優(yōu)選0. 25-0. 35納米；平整度為1. 5至4微米，優(yōu)選 2-3微米；彎曲度為2-5微米，優(yōu)選2. 5至4. 5微米；翹曲度為-5-+5微米，優(yōu)選-4-+4微 米，更優(yōu)選-3_+3微米，非常優(yōu)選2_+2微米，最優(yōu)選1_+1微米。
[0099] 雖然已參照特定實施方案對本發(fā)明進行了說明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應認識到的 是，在不偏離本發(fā)明主旨和范圍的情況下，可對所述實施方案進行改變或改進，本發(fā)明范圍 通過所附權(quán)利要求書限定。
【主權(quán)項】
1. 一種超薄Ge單晶襯底材料的制備方法，包括 (1) 由一種晶棒切割出厚度為140-250微米的晶片； (2) 在減薄機上對晶片背面進行減薄，然后將晶片放入腐蝕液中進行濕法腐蝕； (3) 在減薄機上對晶片主面進行減薄，將減薄的晶片用一種粘結(jié)劑固定在一塊支撐物 上，其中所述支撐物為剛性的平板，然后對固定在支撐物上的晶片進行拋光； (4) 使用水和/或有機溶劑去除粘結(jié)劑。2. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所得到的晶片產(chǎn)品的厚度為60-160微米，優(yōu)選 70-140微米，更優(yōu)選80-120微米，最優(yōu)選90-110微米；直徑為2-24厘米，優(yōu)選3-22厘米， 更優(yōu)選5-20厘米；表面粗糙度Ra為0. 2-0. 5納米，優(yōu)選0. 2-0. 4納米，更優(yōu)選0. 25-0. 35 納米；平整度為1. 5至4微米，優(yōu)選2-3微米；彎曲度為2-5微米，優(yōu)選2. 5至4. 5微米；翹 曲度為5-+5微米，優(yōu)選4-+4微米，更優(yōu)選3-+3微米，非常優(yōu)選 2_+2微米，最優(yōu)選1_+1微米。3. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，步驟⑵和⑶中的減薄機所用的砂輪的粒徑 為< 1微米。4. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，僅進行一次拋光。5. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，在步驟（2)中，濕法腐蝕所用的腐蝕液選 自40重量％濃度的氫氟酸的溶液，優(yōu)選選自40重量％濃度的氫氟酸和65重量％濃度 的硝酸以（1. 0-1. 5) : (2. 0-2. 5)體積比的混合液，40重量％濃度的氫氟酸、65重量％ 濃度的硝酸和99重量％濃度的冰醋酸以（1. 0-1. 5) : (2. 0-2. 5) : (1. 0-1. 8)體積比的 混合液，以及40重量％濃度的氫氟酸、65重量％濃度的硝酸和95重量％濃度的硫酸以 (I. 0-1. 5) : (2. 0-2. 5) : (0? 9-1. 5)體積比的混合液。6. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，在步驟（2)中，濕法腐蝕后的晶片背面的表面 粗糙度Ra為0. 02-0. 05微米，優(yōu)選0. 02-0. 04微米，更優(yōu)選0. 025-0. 035微米。7. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，在步驟⑷中，有機溶劑選自異丙醇、酒精或化 蠟劑，優(yōu)選化蠟劑。8. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述晶棒為硅晶棒、IIIA-VA族半導體晶棒、碳 化硅晶棒或藍寶石晶棒。9. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，在步驟（1)之后，還進行步驟（1'）：對步驟（1) 切出的晶片進行邊緣倒角處理。10. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述支撐物由塑料、石英、玻璃、陶瓷或在拋 光條件下為惰性的金屬制成。11. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述粘結(jié)劑可選自下列之一：天然及合成聚 合物，例如纖維素類物質(zhì)、阿拉伯樹膠、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、天然磷脂、合成磷脂、礦物 油、植物油、蠟或松香，優(yōu)選為水溶性粘結(jié)劑。12. -種超薄Ge單晶襯底材料，其厚度為60-160微米，優(yōu)選70-140微米，更優(yōu)選 80-120微米，最優(yōu)選90-110微米；直徑為2-24厘米，優(yōu)選3-22厘米，更優(yōu)選5-20厘米；表 面粗糙度Ra為0. 2-0. 5納米，優(yōu)選0. 2-0. 4納米，更優(yōu)選0. 25-0. 35納米；平整度為1. 5至 4微米，優(yōu)選2-3微米；彎曲度為2-5微米，優(yōu)選2. 5至4. 5微米；翹曲度為5-+5微米，優(yōu)選 4_+4微米，更優(yōu)選3_+3微米，非常優(yōu)選2_+2微米，最優(yōu)選1_+1微米。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種超薄Ge單晶襯底材料的制備方法，包括(1)由一種晶棒切割出厚度為140-250微米的晶片；(2)在減薄機上對晶片背面進行減薄，然后將晶片放入腐蝕液中進行濕法腐蝕；(3)在減薄機上對晶片主面進行減薄，將減薄的晶片用一種粘結(jié)劑固定在一塊支撐物上，其中所述支撐物為剛性的平板，然后對固定在支撐物上的晶片進行拋光；(4)使用水和/或有機溶劑去除粘結(jié)劑；本發(fā)明還涉及一種超薄Ge單晶襯底材料，其厚度為60-160微米；直徑為2-24厘米；表面粗糙度Ra為0.2-0.5納米；平整度為1.5至4微米；彎曲度為2-5微米；翹曲度為5-+5微米。
【IPC分類】B24B1/00
【公開號】CN105081893
【申請?zhí)枴緾N201510242633
【發(fā)明人】王元立, 馮奎, 劉文森
【申請人】北京通美晶體技術(shù)有限公司
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年5月13日