CN112466998B - 一种四英寸80微米砷化镓双抛片的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种四英寸80微米砷化镓双抛片的制作方法。按如下步骤进行:厚度分选:砷化镓减薄片分选厚度120±5µm,每10片一组,厚度差小于等于3µm;配制粗抛液,将游星轮均匀放置在抛光盘面上,然后将选好的砷化镓减薄片背面向上放置在游星轮孔洞中,自查游星轮和砷化镓晶片自旋状况;双面粗抛程序;双面粗抛加工砷化镓晶片厚度至90µm;清洗甩干;贴膜;对背面贴膜的砷化镓晶片进行二次单面无蜡粗抛,加工至砷化镓晶片厚度80µm,清洗甩干;脱膜。本发明的实施,可以将120微米左右的砷化镓减薄片通过双面粗抛得到四英寸80微米双抛片,在保证表面质量的前提下整体平整度低于3µm,满足了市场需求,填补了技术空白。
Description
技术领域
本发明涉及半导体材料制备技术领域,特别涉及一种四英寸80微米砷化镓双抛片的制作方法。
背景技术
随着太阳能电池技术的发展,砷化镓太阳能电池的更高光电转换率、更强的抗辐照能力和更好的耐高温性能等优势越发明显,其广泛应用在空间能源领域,如我国的神八宇宙飞船和“天宫一号”飞行器均采用了三结砷化镓太阳能电池。但是由于砷化镓衬底厚度大,柔性差,极易碎等缺点,造成了其应用受到限制,如果能够把砷化镓太阳能电池制成柔性薄膜太阳能电池,借助柔性薄膜太阳能电池的可弯曲、便于携带的特点,就能够在多种生产与生活领域为人们提供电力,具有更广泛的应用前景。柔性薄膜太阳能电池的制作需要四英寸80微米砷化镓晶片,目前这一产品的生产尚属空白。
发明内容
为了填补技术空白,本发明提供了一种四英寸80微米砷化镓双抛片的制作方法,将四英寸120微米左右的砷化镓减薄片通过双面粗抛,获得了平整度3µm以下的砷化镓双抛片。
本发明的技术方案是:一种四英寸80微米砷化镓双抛片的制作方法,其特征在于:按如下步骤进行:
第一步:厚度分选:将四英寸砷化镓减薄片分选厚度120±5µm,每10片一组,厚度差小于等于3µm;
第二步:配制粗抛液;双面粗抛的抛光液的成分为:15L去离子水,900ml有效浓度38%的次氯化钠溶液,600ml含粒径85µm二氧化硅颗粒的硅溶胶水溶液;
第三步:粗抛准备:将游星轮均匀放置在双抛机盘面上,然后将分选好的砷化镓减薄片背面向上放置在游星轮孔洞中;所述游星轮蓝钢骨架厚度80µm,无齿直径222.5mm,含齿直径232.5mm,齿数190,蓝钢预留内嵌孔径为103±0.5mm,内嵌环材质为环氧树脂,厚度85µm,内嵌环孔洞直径100.3±0.1mm;双面抛光机的上下盘转速比为1:2;
第四步:自查:慢速启动抛光机,确认游星轮和砷化镓减薄片自旋状况,自旋检查时长30s,内外齿圈转速比3:1,下盘转速10rpm;
第五步:双面粗抛:自查程序执行结束后,降下上抛光盘,对砷化镓减薄片按加压、粗抛、还原剂冲洗、水抛、冲洗五步进行双面粗抛,每次粗抛程序时长2400s~2500s;
所述加压时长5s,压力30kg,粗抛液流量5.5ml/s;
所述粗抛工艺是:时长2400s,粗抛液流量8.5ml/s,分为四部分执行,第一部分粗抛时长30s,压力40kg,内外齿圈转速比为1:2,下盘转速8rpm;第二部分粗抛时长30s,压力50kg,内外齿圈转速比为1:1.5,下盘转速12rpm;第三部分粗抛时长2330s,压力50kg,内外齿圈转速比为1:1.8,下盘转速25rpm;第四部分粗抛时长10s,压力20kg,内外齿圈转速比为1:1下盘转速5rpm;
所述还原剂冲洗程序时长30s,无粗抛液,还原剂流量20ml/s,冲洗时长25s,压力5kg,内外齿圈转速比为1:1,下盘转速3.5rpm;
所述水抛时长15s,无粗抛液,去离子水流量20ml/s,压力5kg,内外齿圈转速比为1:1,下盘转速3.5rpm;
所述冲洗时长2s,无粗抛液,去离子水流量20ml/s,无压力,无转速,上抛光盘上升;
此时,砷化镓晶片厚度达到90µm;
第六步:清洗甩干:双面粗抛程序结束后,从游星轮中取出砷化镓晶片,放入白清洗花篮中清洗甩干,清洗甩干程序分为喷淋、甩干、烘干三段,总时长850s;
所述的喷淋时长100s,转速1000rpm;所述的甩干时长550s,转速800rpm;所述烘干时长200s,转速600rpm;
第七步:背面贴膜:使用贴膜机,在清洗甩干后的砷化镓晶片背面进行贴膜处理,所使用的膜为紫外膜,厚度100±5µm;
第八步:单面无蜡粗抛:对背面贴膜的砷化镓晶片没有贴膜的一面进行二次单面无蜡粗抛,单面无蜡垫粗抛时长180s,粗抛压力为95g/cm2,粗抛液流量为32ml/s,抛光盘转速为40rpm,抛光时长为180s;
单面无蜡粗抛的粗抛液成分为:20L去离子水,550g砷化镓抛光粉,1000ml含粒径85µmSiO2颗粒的硅溶胶水溶液;无蜡垫为阻尼布,内孔直径为100.3微米,孔深100微米;
第九步:清洗甩干:单面无蜡粗抛程序结束后,从无蜡垫中取出砷化镓晶片,放入白清洗花篮中清洗甩干;
第十步:脱膜:将加工完的砷化镓晶片放置在贴膜机吸盘上,打开真空开关,将真空度调整至50kPa,吸住砷化镓双抛片正面,打开波长为360nm的紫外线灯,对砷化镓双抛片背面的紫外膜进行照射,时长20s,然后聚丙烯塑料的镊子夹住紫外膜一角将其揭掉,制得四英寸80微米的砷化镓双抛片。
本发明的有益效果是:本发明通过对粗抛抛光液配比、抛光液流量、SiO2胶体粒径、抛光布型号、抛光盘转速、内外齿圈转速、抛光压力、抛光时间等参数的设定,使120微米的砷化镓减薄片在化学机械抛光过程中通过机械作用均匀的去除化学作用产生的氧化层,从而获得厚度80µm的砷化镓双抛片,在保证表面质量的前提下整体平整度低于3µm,满足了市场需求,填补了技术空白。
具体实施方式
一种四英寸80微米砷化镓双抛片的制作方法,操作步骤如下:
第一步:厚度分选:将四英寸砷化镓减薄片分选厚度120±5µm,每10片一组,厚度差小于等于3µm;
第二步:配制粗抛液;双面粗抛的抛光液的成分为:15L去离子水,900ml有效浓度38%的次氯化钠溶液,600ml含粒径85µm二氧化硅颗粒的硅溶胶水溶液;
第三步:粗抛准备:将游星轮均匀放置在双抛机盘面上,然后将分选好的砷化镓减薄片背面向上放置在游星轮孔洞中;所述游星轮蓝钢骨架厚度80µm,无齿直径222.5mm,含齿直径232.5mm,齿数190,蓝钢预留内嵌孔径为103±0.5mm,内嵌环材质为环氧树脂,厚度85µm,内嵌环孔洞直径100.3±0.1mm;双面抛光机的上下盘转速比为1:2;
第四步:自查:慢速启动抛光机,确认游星轮和砷化镓减薄片自旋状况,自旋检查时长30s,内外齿圈转速比3:1,下盘转速10rpm;
第五步:双面粗抛:自查程序执行结束后,降下上抛光盘,对砷化镓减薄片按加压、粗抛、还原剂冲洗、水抛、冲洗五步进行双面粗抛,每次粗抛程序时长2400s~2500s;
所述加压时长5s,压力30kg,粗抛液流量5.5ml/s;
所述粗抛工艺是:时长2400s,粗抛液流量8.5ml/s,分为四部分执行,第一部分粗抛时长30s,压力40kg,内外齿圈转速比为1:2,下盘转速8rpm;第二部分粗抛时长30s,压力50kg,内外齿圈转速比为1:1.5,下盘转速12rpm;第三部分粗抛时长2330s,压力50kg,内外齿圈转速比为1:1.8,下盘转速25rpm;第四部分粗抛时长10s,压力20kg,内外齿圈转速比为1:1下盘转速5rpm;
所述还原剂冲洗程序时长30s,无粗抛液,还原剂流量20ml/s,冲洗时长25s,压力5kg,内外齿圈转速比为1:1,下盘转速3.5rpm;
所述水抛时长15s,无粗抛液,去离子水流量20ml/s,压力5kg,内外齿圈转速比为1:1,下盘转速3.5rpm;
所述冲洗时长2s,无粗抛液,去离子水流量20ml/s,无压力,无转速,上抛光盘上升;
此时,砷化镓晶片厚度达到90µm;
第六步:清洗甩干:双面粗抛程序结束后,从游星轮中取出砷化镓晶片,放入白清洗花篮中清洗甩干,清洗甩干程序分为喷淋、甩干、烘干三段,总时长850s;
所述的喷淋时长100s,转速1000rpm;所述的甩干时长550s,转速800rpm;所述烘干时长200s,转速600rpm;
第七步:背面贴膜:使用贴膜机,在清洗甩干后的砷化镓晶片背面进行贴膜处理,所使用的膜为紫外膜,厚度100±5µm;
第八步:单面无蜡粗抛:对背面贴膜的砷化镓晶片没有贴膜的一面进行二次单面无蜡粗抛,单面无蜡垫粗抛时长180s,粗抛压力为95g/cm2,粗抛液流量为32ml/s,抛光盘转速为40rpm,抛光时长为180s;
单面无蜡粗抛的粗抛液成分为:20L去离子水,550g砷化镓抛光粉,1000ml含粒径85µmSiO2颗粒的硅溶胶水溶液;无蜡垫为阻尼布,内孔直径为100.3微米,孔深100微米;
第九步:清洗甩干:单面无蜡粗抛程序结束后,从无蜡垫中取出砷化镓晶片,放入白清洗花篮中清洗甩干;
第十步:脱膜:将加工完的砷化镓晶片放置在贴膜机吸盘上,打开真空开关,将真空度调整至50kPa,吸住砷化镓双抛片正面,打开波长为360nm的紫外线灯,对砷化镓双抛片背面的紫外膜进行照射,时长20s,然后聚丙烯塑料的镊子夹住紫外膜一角将其揭掉,制得四英寸80微米的砷化镓双抛片。
加工50片,得到砷化镓双抛片的厚度为80微米,合格片数为44片,碎6片,达到了预期要求。
Claims (1)
1.一种四英寸80微米砷化镓双抛片的制作方法,其特征在于:按如下步骤进行:
第一步:厚度分选:将四英寸砷化镓减薄片分选厚度120±5µm,每10片一组,厚度差小于等于3µm;
第二步:配制粗抛液;双面粗抛的抛光液成分为:15L去离子水,900ml有效浓度38%的次氯化钠溶液,600ml含粒径85µm二氧化硅颗粒的硅溶胶水溶液;
第三步:粗抛准备:将游星轮均匀放置在双抛机盘面上,然后将分选好的砷化镓减薄片背面向上放置在游星轮孔洞中;所述游星轮蓝钢骨架厚度80µm,无齿直径222.5mm,含齿直径232.5mm,齿数190,蓝钢预留内嵌孔径为103±0.5mm,内嵌环材质为环氧树脂,厚度85µm,内嵌环孔洞直径100.3±0.1mm;双面抛光机的上下盘转速比为1:2;
第四步:自查:慢速启动抛光机,确认游星轮和砷化镓减薄片自旋状况,自旋检查时长30s,内外齿圈转速比3:1,下盘转速10rpm;
第五步:双面粗抛:自查程序执行结束后,降下上抛光盘,对砷化镓减薄片按加压、粗抛、还原剂冲洗、水抛、冲洗五步进行双面粗抛,每次粗抛程序时长2400s~2500s;
所述加压时长5s,压力30kg,粗抛液流量5.5ml/s;
所述粗抛工艺是:时长2400s,粗抛液流量8.5ml/s,分为四部分执行,第一部分粗抛时长30s,压力40kg,内外齿圈转速比为1:2,下盘转速8rpm;第二部分粗抛时长30s,压力50kg,内外齿圈转速比为1:1.5,下盘转速12rpm;第三部分粗抛时长2330s,压力50kg,内外齿圈转速比为1:1.8,下盘转速25rpm;第四部分粗抛时长10s,压力20kg,内外齿圈转速比为1:1下盘转速5rpm;
所述还原剂冲洗程序时长30s,无粗抛液,还原剂流量20ml/s,冲洗时长25s,压力5kg,内外齿圈转速比为1:1,下盘转速3.5rpm;
所述水抛时长15s,无粗抛液,去离子水流量20ml/s,压力5kg,内外齿圈转速比为1:1,下盘转速3.5rpm;
所述冲洗时长2s,无粗抛液,去离子水流量20ml/s,无压力,无转速,上抛光盘上升;
此时,砷化镓晶片厚度达到90µm;
第六步:清洗甩干:双面粗抛程序结束后,从游星轮中取出砷化镓晶片,放入白清洗花篮中清洗甩干,清洗甩干程序分为喷淋、甩干、烘干三段,总时长850s;
所述的喷淋时长100s,转速1000rpm;所述的甩干时长550s,转速800rpm;所述烘干时长200s,转速600rpm;
第七步:背面贴膜:使用贴膜机,在清洗甩干后的砷化镓晶片背面进行贴膜处理,所使用的膜为紫外膜,厚度100±5µm;
第八步:单面无蜡粗抛:对背面贴膜的砷化镓晶片没有贴膜的一面进行二次单面无蜡粗抛,单面无蜡垫粗抛时长180s,粗抛压力为95g/cm2,粗抛液流量为32ml/s,抛光盘转速为40rpm,抛光时长为180s;
单面无蜡粗抛的粗抛液成分为:20L去离子水,550g砷化镓抛光粉,1000ml含粒径85µmSiO2颗粒的硅溶胶水溶液;无蜡垫为阻尼布,内孔直径为100.3微米,孔深100微米;
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第十步:脱膜:将加工完的砷化镓晶片放置在贴膜机吸盘上,打开真空开关,将真空度调整至50kPa,吸住砷化镓双抛片正面,打开波长为360nm的紫外线灯,对砷化镓双抛片背面的紫外膜进行照射,时长20s,然后聚丙烯塑料的镊子夹住紫外膜一角将其揭掉,制得四英寸80微米的砷化镓双抛片。
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