空间太阳能电池用超薄锗单晶片的清洗技术

由于锗在常温时即不与浓碱发生反应,也不与单一的强酸反应[1],因此其清洗机理与硅、砷化镓等材料相差较大[2,3].在大量实验的基础上,阐述了锗单晶抛光片的清洗机理.通过对锗抛光片表面有机物和颗粒的去除技术研究,建立了超薄锗单晶抛光片的清洗技术,利用该技术清洗的超薄锗单晶抛光片完全满足了空间高效太阳电池的使用要求.     

硅抛光片表面颗粒度控制

硅片表面的颗粒、有机物、金属、吸附分子、微粗糙度、自然氧化层等会严重影响器件性能,其中表面颗粒度会引起图形缺陷、外延缺陷、影响布线的完整性,是高成品率的最大障碍。探讨了如何减少硅表面颗粒度的方法。第一部分从兆声波清洗的机理出发,研究了清洗温度及清洗时间对硅抛光片表面颗粒度的影响;第二部分通过实验对比了增加多片盒清洗工艺对硅抛光片表面颗粒度的影响。     

多结太阳电池用P型锗单晶片去蜡技术研究

在多结太阳电池结构中,P型锗单晶片不仅作为衬底,也是整体电池结构中的一个结。在外延生长过程中,需要进行多次异质外延生长,因此,对P型锗单晶片的表面质量提出了更高的要求。通过对P型锗片去蜡技术的研究,提高了锗片表面质量,降低了外延生长过程中雾缺陷的比例。     

Ge单晶抛光片清洗技术研究

Ge材料具有优良的红外光学性能以及抗辐照能力,在红外光学、航天领域具有极大的应用潜力.通过对Ge单晶抛光片清洗技术进行研究,有效提高了Ge抛光片的表面质量,降低了Ge抛光片的表面颗粒度,控制了Ge抛光片的氧化层深度.研制样品的指标,Ge抛光片表面的颗粒数不超过10个(颗粒直径大于0.3μm),氧化层深度不超过2 nm.目前,国内尚无Ge单晶抛光片"免清洗"的相关检验标准.将样品直接放入外延炉生长外延,得到了较好的外延结果,可以认为Ge抛光片达到了"免清洗"的要求.     

多结化合物电池用p型Ge抛光片清洗技术研究

对多结化合物太阳电池用的p型Ge抛光片的清洗技术做了研究.Ge抛光片的清洗可以采用酸性清洗液和碱性清洗液相结合的方式.酸性清洗液的主要作用是去除晶片表面的有机物;碱性清洗液的主要作用是去除晶片表面的颗粒.清洗液的温度和组分影响着抛光片的清洗效果.通过实验结果确定了p型Ge抛光片的清洗方案,采用这一清洗方案清洗的Ge抛光片,表面质量可以达到"开盒即用"的水平.运用晶片清洗机理分析了各种清洗液的功能和作用.     

半导体单晶抛光片清洗工艺分析

通过对Si,CaAs,Ge等半导体材料单晶抛光片清洗工艺技术的研究,分析得出了半导体材料单晶抛光片的清洗关键技术条件.首先用氧化性溶液将晶片表面氧化,然后用一定的方法将晶片表面的氧化物去除,从而实现对晶片进行清洗的目的.采用这种先氧化再剥离的方法,可有效去除附着在晶片表面的杂质及各种沾污物.对于不同的材料,氧化过程以及剥离过程可以在不同的溶液中相互独立地进行;也可以组合在一起,使用一种混合液同时实现氧化及剥离.采用氧化、剥离的清洗原理,可提高半导体材料抛光片的清洗工艺技术水平,同时也对新材料抛光片的清洗工艺起到一定的指导作用.     

锗抛光片干燥技术研究

在锗加工工艺中,干燥技术对于加工的成品率和抛光片表面质量有着重要的影响。介绍了异丙醇脱水干燥技术的原理,分析了异丙醇脱水技术对超薄锗抛光片的适用性。采用湿法清洗技术,有效去除了表面沾污和抛光后的表面氧化产物,控制了抛光片表面GeO_2的生成。采用异丙醇脱水技术成功实现了140μm厚锗抛光片的干燥。     

锗单晶片的碱性腐蚀特性分析

讨论了锗单晶研磨片在强碱性腐蚀液和弱碱性腐蚀液中的腐蚀特性.研究了锗单晶片在两种不同腐蚀液中的腐蚀速率随腐蚀液温度、浓度的变化规律.通过探索腐蚀速率、表面光洁度及腐蚀去除量和表面粗糙度的关系,可知腐蚀片表面光洁度和腐蚀速率有关而与去除量无关.腐蚀片的表面粗糙度和去除量有关,去除量越大,粗糙度越大.表面粗糙度也与腐蚀液的碱性强弱有关,当去除量相同时,在强碱性腐蚀液中的锗腐蚀片的表面粗糙度更小.在实际应用中,应针对不同目的,选择适宜的化学腐蚀工艺.     

空间太阳电池用超薄Ge单晶片的CMP技术

以Ge单晶抛光片为衬底的空间太阳电池在我国的应用已越来越多。目前,抛光后Ge单晶片的几何参数,尤其是表面状态常不能满足使用要求。介绍了超薄Ge衬底片抛光的工艺技术,开展了抛光压力、抛光盘转速与抛光去除速率的关系实验,对影响Ge单晶抛光片几何参数和表面质量的原因进行了分析和实验研究。工艺优化后抛光的产品完全满足了空间高效太阳电池的衬底的使用要求。     

超精密车削单晶锗表面性能分析

单晶锗是典型的红外光学晶体材料,其加工表面的评价方法大都局限于面形精度,而加工过程所产生的位错及晶面间距变化也会影响单晶锗的使用性能。为了全面地评价单晶锗加工后的表面性能,通过表面粗糙度轮廓仪、X射线衍射仪等设备,对超精密车削的单晶锗平面及曲面进行了表面粗糙度和X射线检测,获得了针对单晶锗平面的表面粗糙度与位错密度相结合的性能评价方法,及针对单晶锗曲面的表面粗糙度与晶面间距变化程度相结合的性能评价方法。相关研究对单晶锗在红外光学及其它领域的加工应用有重要意义。     

太阳电池用Ge抛光片清洗技术的研究进展

Ge抛光片作为化合物太阳电池的衬底材料已引起人们的广泛关注。制备工艺要求衬底材料的表面具有稳定的化学特性和高的清洁度,因此,Ge抛光片的清洗技术显得尤为重要。Ge在常温下既不与浓碱发生反应,也不与单一的强酸反应,其清洗机理与Si、GaAs等材料相差较大。在实验和查阅文献的基础上,阐述了Ge抛光片的清洗机理,介绍了太阳电池用Ge抛光片表面的宏观沾污和微观沾污的清洗方法和过程、同时对Ge抛光片表面的氧化状态进行了分析。另外,还对目前国内外Ge抛光片清洗技术的研究现状及技术水平做了介绍,指出了Ge抛光片清洗技术存在的问题,并对其发展趋势进行了展望。     

磷化铟的化学机械抛光技术研究进展

磷化铟单晶作为一种重要的外延层衬底材料被广泛应用于光电器件.衬底外延生长和电子器件制备要求磷化铟晶片表面具有极低的表面粗糙度、无表面/亚表面损伤和残余应力等,需对磷化铟晶片表面进行抛光加工,其表面质量决定了后续的外延层质量并最终影响磷化铟基器件的性能.综述了磷化铟晶体化学机械抛光(CMP)技术进展;介绍了磷化铟表面的化学反应原理、CMP去除机理;详细分析了磷化铟抛光液组分及pH值、抛光工艺参数(抛光压力、抛光盘转速、抛光垫特性、磨料种类、粒径及浓度)等对磷化铟抛光质量的影响;介绍了磷化铟抛光片的清洗工艺,并对磷化铟CMP的后续研究方向提出一些建议.     

硫化镉晶片抛光工艺研究

研究了硫化镉(CdS)晶片Cd面的化学机械抛光(CMP)工艺。采用硅溶胶抛光液和NaClO氧化剂,分别使用聚氨脂和磨砂革抛光垫进行粗抛和精抛实验,并研究了氧化剂掺入量、抛光转速、抛光压力等工艺条件对CdS晶片表面质量的影响。结果表明,在抛光液中氧化剂体积分数为6%左右、抛光盘的转速为90～100 r/min、压强为55～60 g/cm2条件下可得到平整度较好、表面缺陷低、表面粗糙度低的高质量抛光表面。金相显微镜和微分干涉显微镜下观测抛光片表面无划痕、无桔皮产生,原子力显微镜测试得到抛光后CdS晶片Cd面的表面粗糙度值仅为0.385 nm。     

InSb晶片化学抛光研究

机械抛光会给InSb晶片表面造成一定程度的机械损伤,增加表面的粗糙度,从而影响器件的性能.化学抛光可以有效地去除表面划痕,改善晶片的表面形貌,降低粗糙度.用低浓度的澳一甲醇溶液对机械抛光后的InSb晶片进行了化学抛光,并对化学抛光前后的InSb晶片进行了表面形貌、总厚度偏差(TTV),粗糙度、表面组分和杂质对比分析.实验结果表明,用低浓度的溴-甲醇溶液对InSb晶片进行化学抛光,腐蚀速率平稳且容易控制,能有效去除表面划痕,从而得到光滑、平坦的表面.晶片表面的粗糙度为6.443nm,TTV为3.4μm,In/Sb原子比接近1.与传统的腐蚀液CP4-A,CP4-B相比,用低浓度的溴-甲醇溶液对InSb晶片进行化学抛光,可以获得更低的表面粗糙度和TTV,且In/Sb的原子比更接近于1.     

红外光学用Ge双面抛光片抛光工艺条件研究

分析了不同抛光条件下,Ge双面抛光片的表面状况,通过抛光压力、抛光液中氧化荆的比例、抛光机转速和转速比等条件的改变,阐述了这些因素对抛光速率、抛光片正反面质量的影响,得到了相应的关系图表.根据实验结果,确定了Ge双面抛光工艺条件,采用该工艺条件对Ge片进行双面抛光,抛光片的几何参数指标和表面质量均能满足红外光学应用对抛光片的要求.     

不同抛光方式下InSb晶片表面质量的对比研究

本文分别以加双氧水的化学机械抛光和未加双氧水的纯机械抛光方式对InSb晶片进行表面处理,通过分析氧化膜的生成,以及对InSb晶片的表面划痕、表面粗糙度和表面损伤的表征,开展了两种不同抛光方式下InSb晶片的表面质量对比研究.结果表明,在化学机械抛光过程中,InSb晶片表面有氧化层生成,该氧化层能保护材料表面免受损伤;并...