一种超薄Ge单晶衬底材料及其制备方法

1.一种超薄Ge单晶衬底材料的制备方法，包括
(1)由一种晶棒切割出厚度为140-250微米的晶片；
(2)在减薄机上对晶片背面进行减薄，然后将晶片放入腐蚀液中进行湿法腐蚀；
(3)在减薄机上对晶片主面进行减薄，将减薄的晶片用一种粘结剂固定在一块支撑物上，其中所述支撑物为刚性的平板，然后对固定在支撑物上的晶片进行抛光；
(4)使用水和/或有机溶剂去除粘结剂，
其中步骤(2)和(3)中的减薄机所用的砂轮的粒径为＜1微米，仅进行一次抛光，并且所得到的晶片产品的厚度为60-160微米，直径为2-24厘米，表面粗糙度Ra为0.2-0.5纳米，平整度为1.5至4微米，弯曲度为2-5微米，翘曲度为-5-+5微米。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，所得到的晶片产品的厚度为70-140微米。
3.根据权利要求2的方法，其特征在于，所得到的晶片产品的厚度为80-120微米。
4.根据权利要求3的方法，其特征在于，所得到的晶片产品的厚度为90-110微米。
5.根据权利要求1的方法，其特征在于，所得到的晶片产品的直径为3-22厘米。
6.根据权利要求5的方法，其特征在于，所得到的晶片产品的直径为5-20厘米。
7.根据权利要求1的方法，其特征在于，所得到的晶片产品的表面粗糙度Ra为0.2-0.4纳米。
8.根据权利要求7的方法，其特征在于，所得到的晶片产品的表面粗糙度Ra为0.25-
0.35纳米。
9.根据权利要求1的方法，其特征在于，所得到的晶片产品的平整度为2-3微米。
10.根据权利要求1的方法，其特征在于，所得到的晶片产品的弯曲度为2.5至4.5微米。
11.根据权利要求1的方法，其特征在于，所得到的晶片产品的翘曲度为-4-+4微米。
12.根据权利要求11的方法，其特征在于，所得到的晶片产品的翘曲度为-3-+3微米。
13.根据权利要求12的方法，其特征在于，所得到的晶片产品的翘曲度为-2-+2微米。
14.根据权利要求13的方法，其特征在于，所得到的晶片产品的翘曲度为-1-+1微米。
15.根据权利要求1的方法，其特征在于，在步骤(2)中，湿法腐蚀所用的腐蚀液选自40重量％浓度的氢氟酸的溶液。
16.根据权利要求1的方法，其特征在于，在步骤(2)中，湿法腐蚀所用的腐蚀液选自40重量％浓度的氢氟酸和65重量％浓度的硝酸以(1.0-1.5):(2.0-2.5)体积比的混合液，40重量％浓度的氢氟酸、65重量％浓度的硝酸和99重量％浓度的冰醋酸以(1.0-1.5):(2.0-
2.5):(1.0-1.8)体积比的混合液，以及40重量％浓度的氢氟酸、65重量％浓度的硝酸和95重量％浓度的硫酸以(1.0-1.5):(2.0-2.5):(0.9-1.5)体积比的混合液中的一种。
17.根据权利要求1的方法，其特征在于，在步骤(2)中，湿法腐蚀后的晶片背面的表面粗糙度Ra为0.02-0.05微米。
18.根据权利要求17的方法，其特征在于，在步骤(2)中，湿法腐蚀后的晶片背面的表面粗糙度Ra为0.02-0.04微米。
19.根据权利要求18的方法，其特征在于，在步骤(2)中，湿法腐蚀后的晶片背面的表面粗糙度Ra为0.025-0.035微米。
20.根据权利要求1的方法，其特征在于，在步骤(4)中，有机溶剂选自异丙醇、酒精或化蜡剂。
21.根据权利要求20的方法，其特征在于，在步骤(4)中，有机溶剂为化蜡剂。
22.根据权利要求1的方法，其特征在于，在步骤(1)之后，还进行步骤(1’)：对步骤(1)切出的晶片进行边缘倒角处理。
23.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述支撑物由塑料、石英、玻璃、陶瓷或在抛光条件下为惰性的金属制成。
24.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述粘结剂选自天然及合成聚合物。
25.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述粘结剂选自纤维素类物质、阿拉伯树胶、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、天然磷脂、合成磷脂、矿物油、植物油、蜡或松香。
26.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述粘结剂为水溶性粘结剂。

一种超薄Ge单晶衬底材料及其制备方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种Ge单晶衬底材料及其制备方法，更具体地，涉及一种超薄Ge单晶衬底材料及其制备方法。\n背景技术\n[0002] 锗单晶衬底材料作为一种基础材料用途广泛。例如，以锗晶片为基板的三结太阳能电池因其性能好，光电转换率高，已被全球各国运用到空间供电系统中；同时，随着科技的发展，三结太阳能电池制造成本的降低，地面光伏市场对太阳能电池用锗晶片的需求也将有较大的潜力。锗单晶衬底材料作为三结太阳能电池制造的上游产业，在降低制造成本，减薄晶片厚度，提高晶片质量等方面的改革已是刻不容缓。\n[0003] 晶片的强度与其厚度成正比，当晶片减薄到一定程度其强度也会相应的降低，易损易碎，给薄片生产加工带来很大的难度；同时越薄，其加工过程越容易造成各种细小的损伤，晶片的质量受到很大影响。\n[0004] 常规生产锗晶圆片过程中，在抛光时，给晶片背面“贴膜”保护是必不可少的。但是，如果在生产超薄晶片时，“贴膜”这一工序会造成晶片破损；此外，贴膜抛光的晶片表面平整度参数，如平整度(TTV)，翘曲度(Bow)等明显变差，影响产品质量。\n[0005] 因此，需要能够以工业规模生产超薄Ge单晶衬底材料的方法。\n发明内容\n[0006] 为解决上述问题，本发明提供了一种制备Ge单晶衬底材料的方法，该方法包括以下步骤：\n[0007] (1)由一种晶棒切割出厚度为140-250微米的晶片；\n[0008] (2)在减薄机上对晶片背面进行减薄，然后将晶片放入腐蚀液中进行湿法腐蚀；\n[0009] (3)在减薄机上对晶片主面进行减薄，将减薄的晶片用一种粘结剂固定在一块支撑物上，其中所述支撑物为刚性的平板，然后对固定在支撑物上的晶片进行抛光；\n[0010] (4)使用水和/或有机溶剂去除粘结剂。\n[0011] 优选地，仅进行一次抛光。\n[0012] 此外，本发明还提供了一种超薄Ge单晶衬底材料，其厚度为60-160微米，优选70-\n140微米，更优选80-120微米，最优选90-110微米；直径为2-24厘米，优选3-22厘米，更优选\n5-20厘米；表面粗糙度Ra为0.2-0.5纳米，优选0.2-0.4纳米，更优选0.25-0.35纳米；平整度为1.5至4微米，优选2-3微米；弯曲度为2-5微米，优选2.5至4.5微米；翘曲度为﹣5-+5微米，优选﹣4-+4微米，更优选﹣3-+3微米，非常优选﹣2-+2微米，最优选﹣1-+1微米。\n[0013] 本发明制备超薄Ge单晶衬底材料的方法能够制备厚度为60-160微米的超薄Ge晶片。此外，由本发明方法制得的超薄Ge单晶衬底材料还具有良好的晶片平整度、表面总平整度、弯曲度和翘曲度，适于进行外延生长。\n附图说明\n[0014] 图1为本发明方法的晶片倒角的示意图，其中图1a倒角为圆弧状，图1b倒角为坡形；\n[0015] 图2为用于实施本发明抛光方法的设备的一个实例。\n具体实施方式\n[0016] 在本发明中，如无其他说明，则所有操作均在室温、常压实施。\n[0017] 在本发明中，晶片的直径应作如下理解：在晶片为圆形时，是指圆形的直径；在晶片为其他形状(如不规则圆形、正方形、长方形等)时，是指以晶片的中心为圆心画圆、使圆包括晶片所有部分所形成的圆的直径。\n[0018] 本发明的制备Ge单晶衬底材料的方法包括以下步骤：\n[0019] (1)由一种晶棒切割出厚度为140-250微米的晶片；\n[0020] (2)在减薄机上对晶片背面进行减薄，然后将晶片放入腐蚀液中进行湿法腐蚀；\n[0021] (3)在减薄机上对晶片主面进行减薄，将减薄的晶片用一种粘结剂固定在一块支撑物上，其中所述支撑物为刚性的平板，然后对固定在支撑物上的晶片进行抛光；\n[0022] (4)使用水和/或有机溶剂去除粘结剂。\n[0023] 优选地，仅进行一次抛光。\n[0024] 所得到的晶片产品厚度为60-160微米，优选70-140微米，更优选80-120微米，最优选90-110微米；直径为2-24厘米，优选3-22厘米，更优选5-20厘米；表面粗糙度Ra为0.2-0.5纳米，优选0.2-0.4纳米，更优选0.25-0.35纳米；平整度为1.5至4微米，优选2-3微米；弯曲度为2-5微米，优选2.5至4.5微米；翘曲度为﹣5-+5微米，优选﹣4-+4微米，更优选﹣3-+3微米，非常优选﹣2-+2微米，最优选﹣1-+1微米。\n[0025] 在本发明方法的步骤(1)中，由一种Ge晶棒切割出晶片。根据晶片的实际用途，其厚度通常为140-250微米，优选160-200微米。所述Ge晶棒可商购得到，或由本领域已知的方法制备。\n[0026] 在本发明的一个优选实施方案中，所述Ge晶棒为Ge单晶晶棒。\n[0027] 在本发明的一个优选实施方案中，所述Ge晶棒为横向截面为圆形的Ge晶棒(简称圆形Ge晶棒)，其长度方向的截面为长方形或正方形，其圆形横截面的直径通常为2-20厘米，优选为5-20厘米。\n[0028] 当然，Ge晶棒也可以是横向截面为其他形状的Ge晶棒，例如由圆形Ge晶棒经过处理而得的横向截面为方形(正方形或长方形)的Ge晶棒，此时，步骤(1)所切割出的晶片为非圆形的晶片。\n[0029] 所述切割通常使用本领域已知的外圆切割机、内圆切割机或多线切割机进行。由于多线切割机具有好的生产效率和出片率，因此优选多线切割机。\n[0030] 优选地，在步骤(1)切割之后，还进行步骤(1’)：对步骤(1)切出的晶片进行边缘倒角处理(如图1a和图1b所示)，使晶片边缘获得合适的圆弧(图1a)或坡度(图1b，其中α优选为45±10°)。图1a和1b为晶片倒角前后的横截面图示。优选地，使得晶片边缘的横截面具有圆弧状的边缘(图1a)，由此可以减少或避免后续步骤中半导体晶片破损的风险。所述倒角处理通常使用倒角机进行，任何现有技术的倒角机均可用于该步骤。\n[0031] 在本发明方法的步骤(2)中，将晶片主面朝下放进减薄机中的机台上，通过吸真空将晶片吸在平整的机台上，以确保晶片与机台之间没有间隙，然后调整机台参数，将晶片送入机台中进行加工。加工完成后晶片背面呈现螺旋状的纹路，背面一般减薄20-30微米左右。所用的减薄机为商购可得，例如购自日本DISCO的型号为DAG810的减薄机。并且减薄可通过常规方法进行。\n[0032] 在本发明方法的步骤(2)中，将背面减薄后的晶片放入腐蚀液中进行湿法腐蚀，可以去除前道加工的残余磨屑，同时腐蚀掉晶片表面的损伤层(约8-15微米)，露出尽量完整的单晶表层，晶片的强度有所提高。这样，晶片背面加工完成。\n[0033] 在本发明的一个优选实施方案中，所述减薄机所用的砂轮为8000#超细砂轮，砂轮粒径为＜1微米。\n[0034] 在步骤(2)中，湿法腐蚀后的晶片背面的表面粗糙度Ra为0.02-0.05微米，优选\n0.02-0.04微米，更优选0.025-0.035微米。\n[0035] 与现有技术采用2000#砂轮(粒径3-8微米)进行减薄相比，本发明采用8000#超细砂轮(粒径＜1微米)进行减薄，减少了对晶片造成的损伤，同时也减少了晶片的粗糙度，达到减薄晶片和提高晶片强度的目的。\n[0036] 在本发明的一个优选实施方案中，所述减薄机所用的砂轮选自金刚石砂轮、碳化硅砂轮和陶瓷砂轮，优选金刚石砂轮。\n[0037] 在本发明的一个优选实施方案中，所述腐蚀液为酸性溶液的混合液。\n[0038] 在本发明的一个优选实施方案中，所述腐蚀液选自40％浓度(重量百分浓度，下同)的氢氟酸的溶液，优选选自40％浓度的氢氟酸和65％浓度的硝酸以(1.0-1.5):(2.0-\n2.5)混合比(体积比，下同)的混合液，40％浓度的氢氟酸、65％浓度的硝酸和99％浓度的冰醋酸以(1.0-1.5):(2.0-2.5):(1.0-1.8)混合比的混合液，以及40％浓度的氢氟酸、65％浓度的硝酸和95％浓度的硫酸以(1.0-1.5):(2.0-2.5):(0.9-1.5)混合比的混合液。\n[0039] 在本发明方法的步骤(3)中，将晶片背面朝下放进减薄机中的机台上，通过吸真空将晶片吸在平整的机台上，以确保晶片与机台之间没有间隙，然后调整机台参数，将晶片送入机台中进行加工。加工完成后晶片主面呈现螺旋状的纹路，主面一般减薄20-30微米左右。\n[0040] 在本发明方法的步骤(3)中，将主面减薄后的晶片的背面用一种粘结剂固定在一块支撑物上，其中所述支撑物为刚性的平板。所述支撑物的表面大小足以容纳晶片，优选与待抛光的晶片具有相同的形状、与晶片相匹配，或者优选为圆形。通常，支撑物的厚度与晶片厚度类似，例如为60-180微米，优选为60-160微米；支撑物表面平坦，平整度为2-5微米，优选2-4微米；优选表面光滑，表面粗糙度Ra优选不高于0.5微米，更优选不高于0.4微米，例如为0.2-0.5微米，优选0.2-0.4微米。考虑到晶片抛光时的实际条件，通常的刚性材料均足于保证抛光所需，即支撑物在抛光过程中不发生变形和破碎。通常，支撑物例如由塑料、石英、玻璃、陶瓷或在抛光条件下为惰性的金属(例如铝)制成。支撑物优选由塑料、玻璃、石英或陶瓷制成。通过采用支撑物，可以避免晶片在加工过程中因受力不均而破损。固定晶片所使用的粘结剂可为可用于粘接目的并能使晶片与支撑物之间在抛光过程中不发生相对位移的任何粘结剂，其熔点(或软化点)高于晶片加工温度；另一方面，考虑到晶片加工之后粘结剂的移除，优选粘结剂的熔点(或软化点)不应过高。通常，所述粘结剂的熔点(或软化点)可为40-150℃，优选为50-120℃，更优选为60-100℃。所述粘结剂可选自下列之一：天然及合成聚合物，例如纤维素类物质(例如羧甲基纤维素)、阿拉伯树胶、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、天然磷脂(如脑磷脂和卵磷脂)、合成磷脂、矿物油、植物油、蜡和松香等，优选蜡，例如蜂蜡。粘结剂的去除可使用水或有机溶剂如IPA(异丙醇)、酒精或化蜡剂等去除粘结剂，以不对晶片产生不利影响为限。优选地，粘结剂为水溶性粘结剂。\n[0041] 与现有技术的贴膜抛光相比，本发明采用涂覆粘合剂抛光，避免了贴膜工序对晶片的损坏，并且通过涂覆粘合剂进行抛光，改善了晶片的平整度、翘曲度、弯曲度等特性。\n[0042] 在一个优选的实施方案中，将晶片的背面涂覆液体蜡并将该晶片的背面贴在平整的陶瓷支撑物上，轻轻施加压力以确保晶片和陶瓷盘之间没有间隙。\n[0043] 在一个优选的实施方案中，上述涂覆液体蜡的过程在全自动上蜡机上进行，上蜡的具体步骤包括：\n[0044] 1)甩蜡：晶片主面朝下，真空吸附将晶片吸住，高速旋转，蜡油滴在晶片的中心位置，随着晶片的高速旋转，均匀地将蜡油涂在晶片上；随后停止旋转，放真空，将晶片移至烘烤位置。\n[0045] 2)烘烤：用加热器将蜡油图层烘烤20-50s(秒)，优选烘烤30s，使蜡油具有粘性。\n[0046] 3)黏贴：将晶片放置在黏贴位置，由机械臂将其顺次贴在抛光陶瓷盘上，再由挤压气囊将晶片压实。冷却后，蜡油涂层将晶片牢固地贴在盘上，即可进行抛光。\n[0047] 在本发明方法的步骤(3)中，对固定在支撑物上的晶片进行抛光。所用的抛光液为购自天津晶岭的UPP-GAS01抛光液，或是特定化合物以特定比例的混合物。\n[0048] 对于抛光，在采用上下盘式的抛光设备(上下盘反向旋转)时，抛光过程中，晶片所受压力为0.05-0.15千克/平方厘米，优选0.06-0.12千克/平方厘米。上盘转速20-60转/分钟，优选25-50转/分钟；下盘转速10-35转/分钟，优选12-25转/分钟。抛光液流量为0.5-\n1.0ml/cm2晶片面积/分钟。抛光时间为3-20分钟，优选5-15分钟。\n[0049] 本发明的超薄晶片经过主面的超细砂轮减薄之后，只需要进行一次精抛光就可以满足要求，省去了粗抛光工艺，简化了生产过程，提高了效率。\n[0050] 经过抛光，超薄晶片厚度为60-160微米，优选70-140微米，更优选80-120微米，最优选90-110微米；直径为2-24厘米，优选3-22厘米，更优选5-20厘米；表面粗糙度Ra为0.2-\n0.5纳米，优选0.2-0.4纳米，更优选0.25-0.35纳米；平整度为1.5至4微米，优选2-3微米；弯曲度为2-5微米，优选2.5至4.5微米；翘曲度为﹣5-+5微米，优选﹣4-+4微米，更优选﹣3-+3微米，非常优选﹣2-+2微米，最优选﹣1-+1微米。\n[0051] 在本发明的步骤(4)中，通过化学方法使用水和/或有机溶剂去除粘结剂，所述有机溶剂选自异丙醇、酒精或化蜡剂，优选化蜡剂。\n[0052] 在本发明的步骤(4)中，去除粘结剂的过程为将晶片从支撑物上剥离下来。\n[0053] 对于上述去除粘结剂的方法，与传统的将抛光后的支撑物放在加热板上烘烤加热相比，本发明的通过用水和/或有机溶剂去除粘结剂，粘合剂的剥离和清洗一次完成，提高了效率，并且不会对晶片造成划伤和损坏，适用于大量的超薄晶片生产。\n[0054] 在一个优选的实施方案中，上述去除粘结剂的具体步骤包括：\n[0055] 1)将载有晶片的支撑物整体放置在槽中，槽中盛有55-58℃的水，同时向水中加入一定量的有机溶剂，4-5min后，晶片会自动松动，滑动，此时需要及时地、顺次地将晶片收集。\n[0056] 2)将收集好的晶片在上述槽中简单清洗后冲水，得到超薄晶片成品。\n[0057] 此外，本发明提供了一种超薄Ge单晶衬底材料，其厚度为60-160微米，优选70-140微米，更优选80-120微米，最优选90-110微米；直径为2-24厘米，优选3-22厘米，更优选5-20厘米；表面粗糙度Ra为0.2-0.5纳米，优选0.2-0.4纳米，更优选0.25-0.35纳米；平整度为\n1.5至4微米，优选2-3微米；弯曲度为2-5微米，优选2.5至4.5微米；翘曲度为﹣5-+5微米，优选﹣4-+4微米，更优选3-+3微米，非常优选﹣2-+2微米，最优选﹣1-+1微米。\n[0058] 为更好地理解本发明，下文将结合实施例对本发明进行详细描述，但应认识到这些实施例仅为对本发明进行示例说明，而非意在限制本发明。\n[0059] 实施例\n[0060] 在各实施例中，所用的设备如下：\n[0061] 减薄机购自日本DISCO公司，型号为DAG810。\n[0062] 采用图2所示的抛光机(上下盘直径1.0米)实施抛光，其中R1和R2为转动轴，11为抛光液管，12为设备上盘，13为设备下盘，14为晶片和支承垫(支承垫购自江苏江阴晶科电子研磨材料厂，型号为Carrier-9B-50)，16为抛光垫(精抛光垫为购自美国Rohm and Hass Inc.公司的聚氨酯抛光垫，型号POLITEX Pad。下盘也有抛光垫，与上盘的相同，位于晶片和支承垫之下，未示出)。支承垫和抛光垫直径为1米；支承垫用于承载晶片的4个孔位于半径方向的中部，沿圆周方向均匀分布。\n[0063] 抛光液采用购自天津晶岭的UPP-GAS01。\n[0064] 如无相反说明，则所制备的超薄Ge单晶衬底材料的检测条件如下(所测晶片表面为在抛光机中朝上的一面)：\n[0065] 1.用粗糙度仪(东京精密，型号SURFCOM 480A)测试湿法腐蚀后的晶片背面的表面粗糙度Ra、Rq、Rmax、Rt、Rz，以微米表示；\n[0066] 2.用AFM(原子力显微镜)(美国Molecular Imaging公司，型号PicoPlus)测试抛光后的晶片的表面粗糙度Ra，以纳米表示；\n[0067] 3.以目测无裂纹的晶片作为合格产品，除以处理的晶片总数，乘以100％表示成品率，以超过90％为合格；\n[0068] 4.用Ultrasort Instrument(平整度测试仪Tropel，生产商美国Corning Tropel Corperation)测试抛光后晶片的平整度TTV、表面总平整度TIR、弯曲度WARP和翘曲度BOW；\n[0069] 5.晶片厚度用接触式测厚仪(日本Mitutoyo，型号：ID-C112ED)检测。\n[0070] 在多个晶片的情况下，数值取平均值。\n[0071] 实施例1\n[0072] 由一个直径12厘米的Ge圆形晶棒用多线切割机一次切出20片厚度相同的圆形晶片，厚度均为180微米；使用倒角机对各片圆形晶片进行边缘倒角处理，使其边缘截面成为弧形。将晶片主面朝下放进砂轮为8000#的减薄机中的机台上，通过吸真空将晶片吸在平整的机台上，以确保晶片与机台之间没有间隙，然后调整机台参数，将晶片送入机台中进行减薄加工。然后将晶片放入40重量％浓度的氢氟酸和65重量％浓度的硝酸以1.0:2.0体积比的混合液中进行湿法腐蚀，去除前道加工的残余磨屑，同时腐蚀掉晶片表面的损伤层(约10微米)，露出尽量完整的单晶表层，晶片的强度有所提高。将晶片背面朝下放进砂轮为8000#的减薄机中的机台上，通过吸真空将晶片吸在平整的机台上，以确保晶片与机台之间没有间隙，然后调整机台参数，将晶片送入机台中进行减薄加工。\n[0073] 然后，在全自动上蜡机上涂覆蜂蜡，上蜡的具体步骤包括：\n[0074] 1)甩蜡：晶片主面朝下，真空吸附将晶片吸住，高速旋转，蜡油滴在晶片的中心位置，随着晶片的高速旋转，均匀地将蜡油涂在晶片上；随后停止旋转，放真空，将晶片移至烘烤位置。\n[0075] 2)烘烤：用加热器将蜡油图层烘烤30s，使蜡油具有粘性。\n[0076] 3)黏贴：将晶片放置在黏贴位置，由机械臂将其顺次贴在一个直径13厘米的140微米厚的圆形平坦陶瓷板(Ra<0.5微米)上，再由挤压气囊将晶片压实确保晶片和陶瓷板之间没有气泡。冷却后，蜡油涂层将晶片牢固地贴在板上。\n[0077] 然后将载有晶片的陶瓷板放在抛光机的支承垫腔内(紧贴陶瓷板)，将UPP-GAS01抛光液用于该抛光设备，以晶片单位面积压力0.06-0.12千克/平方厘米、上盘转速25-50转/分钟、下盘转速12-25转/分钟、抛光液流量0.5-1.0ml/cm2晶片面积/分钟的抛光条件进行抛光，抛光10分钟，然后将载有晶片的陶瓷板取出放在化蜡槽中，化蜡槽中预先加入55-\n58℃的水，同时向水中加入一定量的化蜡剂，4-5min后，蜂蜡熔化，晶片自动松动，滑动，将晶片移出陶瓷板。将收集的晶片在下蜡槽中用去离子水清洗后干燥，得到超薄晶片成品。\n[0078] 表1实施例1各步骤后的晶片厚度值\n[0079]\n[0080]\n[0081] 从成品片中抽取部分晶片进行测平，数据如表2所示。\n[0082] 表2实施例1的成品晶片测平值\n[0083]\n[0084] 对比实施例2\n[0085] 取实施例1的晶片1重复实施例1的步骤，但是对晶片正面和背面进行减薄的步骤使用粒径为3-8微米的2000#砂轮。\n[0086] 以上实验发现，以2000#砂轮对晶片进行减薄时，对晶片造成的损伤层更深，加工完成后晶片的表面粗糙度值比本发明实施例1采用8000#砂轮的表面粗糙度值大得多，因此湿法腐蚀后晶片的强度降低。以下表3为实施采用8000#砂轮与对比实施例2采用2000#砂轮对晶片进行减薄后，晶片的表面粗糙度测量值的对比。\n[0087] 表3.8000#砂轮与2000#砂轮对晶片进行减薄的表面粗糙度测量值对比[0088]\n[0089] 其中，Ra为算数平均粗糙度；Rq为轮廓均方根偏差；Rmax为最大粗糙度深度；Rt为轮廓最大高度；Rz为轮廓平均高度。\n[0090] 对比实施例3\n[0091] 由一个直径12厘米的Ge圆形晶棒用多线切割机一次切出20片厚度相同的圆形晶片，厚度均为250微米；使用倒角机对各片圆形晶片进行边缘倒角处理，使其边缘截面成为弧形。然后将晶片放置在500微米厚度的支承垫中，在0.05千克/平方厘米压力下进行双面研磨加工25分钟，消除切片工序带来的锯纹损伤，其中，下盘逆时针旋转，转速为8转/分钟，中心齿圈和上盘顺时针旋转，转速为3/分钟，外齿圈逆时针旋转，转速为7转/分钟。将晶片主面朝下放进砂轮为8000#的减薄机中的机台上，通过吸真空将晶片吸在平整的机台上，以确保晶片与机台之间没有间隙，然后调整机台参数，将晶片送入机台中进行加工。然后将晶片放入40％体积浓度的氢氟酸和65％体积浓度的硝酸以1.0:2.0体积比的混合液中进行湿法腐蚀，去除前道加工的残余磨屑，同时腐蚀掉晶片表面的损伤层(约10微米)，露出尽量完整的单晶表层，晶片的强度有所提高。\n[0092] 然后将湿法腐蚀后的晶片进行贴膜保护，将贴膜后的晶片放在抛光机的支承垫腔内，先将液体Fujimi INSEC SP抛光磨料用于该抛光设备，以晶片单位面积压力0.05-0.12千克/平方厘米、上盘转速12-35转/分钟、下盘转速8-30转/分钟、抛光液流量60-120l/cm2晶片面积/分钟的抛光条件进行粗抛光，粗抛光55分钟，用去离子水清洗后，干燥。再将UPP-GAS01抛光液用于该抛光设备，以晶片单位面积压力0.06-0.12千克/平方厘米、上盘转速\n25-50转/分钟、下盘转速12-25转/分钟、抛光液流量0.5-1.0ml/cm2晶片面积/分钟的抛光条件进行精抛光，精抛光8分钟。抛光之后进行揭膜去保护，将得到的晶片用去离子水清洗后干燥，得到超薄晶片成品。\n[0093] 从成品片中抽取部分晶片进行测平，数据如表4所示。\n[0094] 表4.对比实施例3的成品晶片测平值\n[0095]\n[0096] 通过对比实施例3与实施例1的对比，可以发现：按照现有技术的切片工艺切出的片厚一般都在250微米以上，如果在这个原始厚度的基础上直接一次性磨削减薄超过30微米时，其积累的应力会过大，容易造成晶片破损。所以，用现有技术的工艺要加工出厚度在\n140微米以下的超薄晶片并不容易。现有工艺中，晶片背面需贴膜后再进行主面磨削和抛光，当晶片厚度接近100微米左右时，膜厚度与晶片厚度几乎相当，所以在贴膜、揭膜时容易使晶片破损。\n[0097] 以上实验结果表明，由本发明方法制得的超薄Ge单晶衬底材料具有良好的晶片平整度、表面总平整度、弯曲度和翘曲度，适于进行外延生长。\n[0098] 本发明所制备的超薄Ge单晶衬底材料的厚度为80-180微米，优选70-170微米，更优选60-160微米；直径为2-24厘米，优选3-22厘米，更优选5-20厘米；表面粗糙度Ra为0.2-\n0.5纳米，优选0.2-0.4纳米，更优选0.25-0.35纳米；平整度为1.5至4微米，优选2-3微米；弯曲度为2-5微米，优选2.5至4.5微米；翘曲度为﹣5-+5微米，优选﹣4-+4微米，更优选﹣3-+3微米，非常优选﹣2-+2微米，最优选﹣1-+1微米。\n[0099] 虽然已参照特定实施方案对本发明进行了说明，但本领域技术人员应认识到的是，在不偏离本发明主旨和范围的情况下，可对所述实施方案进行改变或改进，本发明范围通过所附权利要求书限定。