CN109705737A - 一种砷化镓抛光液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种砷化镓抛光液，由以下重量份的原料制备而成：磨料20～40份、表面活性剂3～7份、螯合剂1～3份、PH值调节剂1～6份、保湿剂1～3份、去离子水30～50份，本发明的有益效果是：可实现对砷化镓的低应力、低损伤和超光滑加工，同时，在使用过程中成功的减少了水分的挥发，抑制了抛光液因水分蒸发而干燥结晶，另外，在制备时，原料经过两次搅拌和一次超声分散，能保证抛光液的一致性和原料的分散性能，最终制得的抛光液质量高，使用效果好。

Description

一种砷化镓抛光液及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种抛光液，具体是一种砷化镓抛光液及其制备方法。

背景技术

砷化镓，化学式GaAs。黑灰色固体，熔点1238℃。它在600℃以下，能在空气中稳定存在，并且不被非氧化性的酸侵蚀。砷化镓是一种重要的半导体材料。属Ⅲ－Ⅴ族化合物半导体。属闪锌矿型晶格结构，晶格常数5.65×10-10m，熔点1237℃，禁带宽度1.4电子伏。砷化镓于1964年进入实用阶段。砷化镓可以制成电阻率比硅、锗高3个数量级以上的半绝缘高阻材料,用来制作集成电路衬底、红外探测器、γ光子探测器等。由于其电子迁移率比硅大5～6倍，故在制作微波器件和高速数字电路方面得到重要应用。用砷化镓制成的半导体器件具有高频、高温、低温性能好、噪声小、抗辐射能力强等优点。此外，还可以用于制作转移器件──体效应器件。砷化镓是半导体材料中，兼具多方面优点的材料,但用它制作的晶体三极管的放大倍数小，导热性差，不适宜制作大功率器件。虽然砷化镓具有优越的性能，但由于它在高温下分解，故要生产理想化学配比的高纯的单晶材料，技术上要求比较高。

砷化镓晶片是由纯砷和镓合成并生长得到的砷化镓单晶材料经过切、磨、抛光和清洗等工序后制成，其中，抛光工序是实现砷化镓晶片最终达到超高精度的表面要求的关键工序。对于目前使用的抛光液来说，难以满足砷化镓的抛光需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种砷化镓抛光液及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种砷化镓抛光液，由以下重量份的原料制备而成：磨料20～40份、表面活性剂3～7份、螯合剂1～3份、PH值调节剂1～6份、保湿剂1～3份、去离子水30～50份。

作为本发明进一步的方案：由以下重量份的原料制备而成：磨料25～35份、表面活性剂4～6份、螯合剂1～3份、PH值调节剂2～5份、保湿剂1～3份、去离子水35～45份。

作为本发明进一步的方案：由以下重量份的原料制备而成：磨料30份、表面活性剂5份、螯合剂2份、PH值调节剂3份、保湿剂2份、去离子水40份。

作为本发明进一步的方案：所述的保湿剂为聚乙烯醇或羟乙基纤维素。

作为本发明进一步的方案：所述的磨料为粒径范围为90～150nm的水溶硅溶胶。

作为本发明再进一步的方案：所述的表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或烷基醇酰胺。

作为本发明再进一步的方案：所述的PH值调节剂为氢氧化钾或氢氧化钠。

作为本发明再进一步的方案：所述螯合剂为乙二胺四乙酸。

一种砷化镓抛光液的制备方法，包括以下步骤：

S1，称取一定重量份数的磨料、表面活性剂、螯合、PH值调节剂、保湿剂、去离子水；

S2，将上述原料投入到搅拌器中，以600～800rpm的速度搅拌，搅拌时间为0.5～2小时；

S3，将步骤S2所得溶液投入至超声波分散仪，在20kHz～40kHz的超声波频率下分散0.5～1小时；

S4，将经过超声分散后的溶液投入至搅拌器中，以800～1000rpm的速度搅拌，搅拌时间为0.5～2小时，即得。

本技术方案中，使用纳米级别的水溶硅溶胶来对砷化镓进行加工，可实现低应力、低损伤、超光滑加工。

本技术方案中，使用成膜性、锁水能力较强的聚乙烯醇或羟乙基纤维素作为保湿剂，增加了抛光液的保水能力，在使用过程中成功的减少了水分的挥发，抑制了抛光液因水分蒸发而干燥结晶。

本技术方案中，使用不含金属离子的乙二胺四乙酸作为螯合剂，对有害金属离子的螯合作用强。

本技术方案中，使用非离子脂肪醇聚氧乙烯醚或烷基醇酰胺作为表面活性剂，能对磨料和反应产物产生有效的吸脱作用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：可实现对砷化镓的低应力、低损伤和超光滑加工，同时，在使用过程中成功的减少了水分的挥发，抑制了抛光液因水分蒸发而干燥结晶，另外，在制备时，原料经过两次搅拌和一次超声分散，能保证抛光液的一致性和原料的分散性能，最终制得的抛光液质量高，使用效果好。

附图说明

图1为一种砷化镓抛光液的制备方法的结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实施例公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

实施例1

请参阅图1，本发明实施例中，一种砷化镓抛光液，由以下重量份的原料制备而成：磨料20㎏、表面活性剂3㎏、螯合剂1㎏、PH值调节剂1㎏、保湿剂1㎏、去离子水30㎏。

在上述的原料中，保湿剂为聚乙烯醇，磨料为水溶硅溶胶，粒度为90～150nm，表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，PH值调节剂为氢氧化钾，螯合剂为乙二胺四乙酸，去离子水的纯度达到分析纯。

本发明实施例还提供了一种砷化镓抛光液的制备方法，具体的步骤为：

S1，称取水溶硅溶胶20㎏、脂肪醇聚氧乙烯醚3㎏、乙二胺四乙酸1㎏、氢氧化钾1㎏、聚乙烯醇1㎏、去离子水30㎏；

S2，将水溶硅溶胶20㎏、脂肪醇聚氧乙烯醚3㎏、乙二胺四乙酸1㎏、氢氧化钾1㎏、聚乙烯醇1㎏、去离子水30㎏投入到搅拌器中，以600～800rpm的速度搅拌，搅拌时间为0.5～2小时，优选以700rpm的速度搅拌1小时，该次搅拌的目的只要是实现水溶硅溶胶的打散，以及各固体原料的溶解；

S3，将步骤S2所得溶液投入至超声波分散仪，在20kHz～40kHz的超声波频率下分散0.5～1小时，优选以30kHz的超声波频率分散1小时，其旨在能使得溶液中的微粒发生共振，实现各原料分子级的混合；

S4，将经过超声分散后的溶液投入至搅拌器中，以800～1000rpm的速度搅拌，搅拌时间为0.5～2小时，优选以900rpm的速度搅拌1小时，即得。

实施例2

一种砷化镓抛光液，由以下重量份的原料制备而成：磨料40㎏、表面活性剂7㎏、螯合剂3㎏、PH值调节剂6㎏、保湿剂3㎏、去离子水50㎏。在上述的原料中，保湿剂为羟乙基纤维素，磨料为水溶硅溶胶，粒度为90～150nm，表面活性剂为烷基醇酰胺，PH值调节剂为氢氧化钠，螯合剂为乙二胺四乙酸，去离子水的纯度达到分析纯。

本发明实施例还提供了一种砷化镓抛光液的制备方法，具体的步骤为：

S1，称取水溶硅溶胶40㎏、烷基醇酰胺7㎏、乙二胺四乙酸3㎏、氢氧化钠6㎏、羟乙基纤维素3㎏、去离子水50㎏；

S2，将水溶硅溶胶40㎏、烷基醇酰胺7㎏、乙二胺四乙酸3㎏、氢氧化钠6㎏、羟乙基纤维素3㎏、去离子水50㎏投入到搅拌器中，以600～800rpm的速度搅拌，搅拌时间为0.5～2小时，优选以700rpm的速度搅拌1小时，该次搅拌的目的只要是实现水溶硅溶胶的打散，以及各固体原料的溶解；

S3，将步骤S2所得溶液投入至超声波分散仪，在20kHz～40kHz的超声波频率下分散0.5～1小时，优选以30kHz的超声波频率分散1小时，其旨在能使得溶液中的微粒发生共振，实现各原料分子级的混合；

S4，将经过超声分散后的溶液投入至搅拌器中，以800～1000rpm的速度搅拌，搅拌时间为0.5～2小时，优选以900rpm的速度搅拌1小时，即得。

实施例3

一种砷化镓抛光液，由以下重量份的原料制备而成：磨料30㎏、表面活性剂5㎏、螯合剂2㎏、PH值调节剂3㎏、保湿剂2㎏、去离子水40㎏。在上述的原料中，保湿剂为羟乙基纤维素，磨料为水溶硅溶胶，粒度为90～150nm，表面活性剂为烷基醇酰胺，PH值调节剂为氢氧化钠，螯合剂为乙二胺四乙酸，去离子水的纯度达到分析纯。

本发明实施例还提供了一种砷化镓抛光液的制备方法，具体的步骤为：

S1，称取水溶硅溶胶30㎏、烷基醇酰胺5㎏、乙二胺四乙酸2㎏、氢氧化钠3㎏、羟乙基纤维素2㎏、去离子水40㎏；

S2，将水溶硅溶胶30㎏、烷基醇酰胺5㎏、乙二胺四乙酸2㎏、氢氧化钠3㎏、羟乙基纤维素2㎏、去离子水40㎏投入到搅拌器中，以600～800rpm的速度搅拌，搅拌时间为0.5～2小时，优选以800rpm的速度搅拌1.5小时，该次搅拌的目的只要是实现水溶硅溶胶的打散，以及各固体原料的溶解；

S3，将步骤S2所得溶液投入至超声波分散仪，在20kHz～40kHz的超声波频率下分散0.5～1小时，优选以40kHz的超声波频率分散1小时，其旨在能使得溶液中的微粒发生共振，实现各原料分子级的混合；

S4，将经过超声分散后的溶液投入至搅拌器中，以800～1000rpm的速度搅拌，搅拌时间为0.5～2小时，优选以1000rpm的速度搅拌2小时，即得。

本领域技术人员在考虑说明书及实施例处的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (9)

1.一种砷化镓抛光液，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：磨料20～40份、表面活性剂3～7份、螯合剂1～3份、PH值调节剂1～6份、保湿剂1～3份、去离子水30～50份。

2.根据权利要求1所述的砷化镓抛光液，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：磨料25～35份、表面活性剂4～6份、螯合剂1～3份、PH值调节剂2～5份、保湿剂1～3份、去离子水35～45份。

3.根据权利要求1所述的种砷化镓抛光液，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：磨料30份、表面活性剂5份、螯合剂2份、PH值调节剂3份、保湿剂2份、去离子水40份。

4.根据权利要求1所述的砷化镓抛光液，其特征在于，所述的保湿剂为聚乙烯醇或羟乙基纤维素。

5.根据权利要求1所述的砷化镓抛光液，其特征在于，所述的磨料为粒径范围为90～150nm的水溶硅溶胶。

6.根据权利要求1所述的砷化镓抛光液，其特征在于，所述的表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或烷基醇酰胺。

7.根据权利要求1所述的砷化镓抛光液，其特征在于，所述的PH值调节剂为氢氧化钾或氢氧化钠。

8.根据权利要求1所述的砷化镓抛光液，其特征在于，所述螯合剂为乙二胺四乙酸。

9.根据权利要求1～8任一所述的砷化镓抛光液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，称取一定重量份数的磨料、表面活性剂、螯合、PH值调节剂、保湿剂、去离子水；

S2，将上述原料投入到搅拌器中，以600～800rpm的速度搅拌，搅拌时间为0.5～2小时；

S3，将步骤S2所得溶液投入至超声波分散仪，在20kHz～40kHz的超声波频率下分散0.5～1小时；

S4，将经过超声分散后的溶液投入至搅拌器中，以800～1000rpm的速度搅拌，搅拌时间为0.5～2小时，即得。