一种超薄锗片翘曲形貌的控制方法与流程

技术特征：
1.一种超薄锗片翘曲形貌的控制方法，其特征在于，所述方法有以下步骤：第一步、研磨前对锗片进行厚度分档，将游星轮放在研磨机下盘上，锗切割片放入游星轮中，启动研磨机对锗切割片进行机械研磨，去除切割损伤，同时通过优化调整上、下盘转速比，对锗片的翘曲方向进行初步控制；第二步、采用酸腐蚀机对锗研磨片进行酸腐蚀，通过优化设计锗片摆放方式及腐蚀工艺参数实现锗片研磨损伤的去除，优化锗片翘曲形貌；第三步、在锗片正表面贴合相同尺寸的uv膜，将锗片正表面向下吸附于真空吸盘上，采用磨削机对锗片背表面进行磨削，通过控制背表面磨削去除量，进一步控制锗片翘曲形貌；第四步、在紫外灯照射下揭掉锗片背表面的uv膜，采用碱性腐蚀液对锗磨削片进行弱碱腐蚀，最后通过锗片碱液弱腐蚀，去除应力，改善锗片表面质量和机械强度。2.根据权利要求1所述的一种超薄锗片翘曲形貌的控制方法，其特征在于，在所述第一步中，研磨前对锗片进行厚度分档为，同一盘锗片厚度片间差≤3μm；每盘锗片研磨开始前均对设备进行修盘；研磨时设置研磨机下盘逆时针转动、上盘顺时针转动，锗片正面统一朝向下放置，研磨液配比为水：研磨砂：助剂a：助剂b=（1~4）：（0.5~3）：（0.01~0.1）：（0.01~0.1），研磨按下述过程进行：1）压力为40~60kg，下盘转速为1~3rpm，研磨液流量为1400~1800ml/min，时间为1min；2）压力为60~90kg，下盘转速为3~5rpm，研磨液流量为1400~1800ml/min，时间为1min；3）压力为90~120kg，下盘转速为5~7rpm，研磨液流量为1400~1800ml/min，时间为1min；4压力为120~140kg，下盘转速为7~9rpm，研磨液流量为1400~1800ml/min，时间为1min；5) 压力为140~160kg，下盘转速为9~10rpm，研磨液流量为1400~1800ml/min，时间为15~20min；研磨机上、下盘转速比设置范围为1：3~1：5，背表面研磨去除量为5~10μm，正表面研磨去除量为15~20μm，通过上述过程，实现正、背表面去除量的差异化去除。3.根据权利要求1所述的一种超薄锗片翘曲形貌的控制方法，其特征在于，在所述第二步中，锗片采取间隔式的摆放方式为，辊筒承载锗片进行顺时针转动，所有锗片正表面朝向同一侧放置，辊筒的a区和c区锗片数量对称摆放，摆放数量大于b区放置的锗片数量；腐蚀在酸液槽中进行，冲洗在纯水槽中进行，冲洗采用浸泡加喷淋的方式，喷淋时间不小于腐蚀时间的2倍，腐蚀过程所用混合酸由hno3、hf、ch3cooh组成，三者体积比为（2~5）：（2~3）：（0.5~2）；腐蚀温度为21~23℃；反应过程采取鼓入氮气的方式提升锗片腐蚀的均匀性，鼓泡量设置为160~200l/min，鼓泡时间=腐蚀时间
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12s，辊筒转速10~35rpm，酸腐蚀去除量为30~40μm。4.根据权利要求1所述的一种超薄锗片翘曲形貌的控制方法，其特征在于，在所述第三步中，采用单面磨削方式对锗片进行背表面去除，所用砂轮型号为4000~6000#磨削砂轮，磨削砂轮转速为3500~5000rpm，磨削分三个步骤进行，步骤一进给速率为0.6~0.9μm/s，步骤二进给速率为0.1~0.3μm/s，步骤三进给速率为0.05~0.2μm/s，背表面去除量控制设置为7~10μm；根据权利要求1所述的一种超薄锗片翘曲形貌的控制方法，其特征在于，在所述第四步中，采用的碱性腐蚀液为koh溶液，温度为50~70℃，浓度为48%，弱腐蚀去除量控制在10μm以下，腐蚀时间不超过25s。
5.根据权利要求1所述的一种超薄锗片翘曲形貌的控制方法，其特征在于，所述锗片厚度为120
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500微米。

技术总结
本发明提供一种超薄锗片翘曲形貌的控制方法，第一步、将锗切割片进行机械研磨，通过锗片研磨加工去除切割损伤的同时对锗片的翘曲方向进行初步控制；第二步、采用酸腐蚀机对锗研磨片进行酸腐蚀，通过酸腐蚀过程去除锗片的研磨损伤，优化锗片翘曲形貌；第三步、采用磨削机对锗片背表面进行单面去除，通过小去除量的单面磨削，进一步控制锗片的翘曲形貌；第四步、采用碱性腐蚀液对锗磨削片进行弱碱腐蚀，最后通过锗片碱液弱腐蚀，去除应力，改善锗片表面质量和机械强度。本方法实现了对超薄锗片减薄加工过程中的翘曲形貌控制，本方法加工效率高，能很好的控制锗片翘曲形貌。通过本方法制备的超薄锗片在后续外延过程中碎片率低。备的超薄锗片在后续外延过程中碎片率低。备的超薄锗片在后续外延过程中碎片率低。


技术研发人员：杨静 韩焕鹏 张伟才 王雄龙 于妍 杨洪星 陈晨 李聪 索开南
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第四十六研究所
技术研发日：2021.08.02
技术公布日：2021/11/4