一種新型的GPP硅片氧化層去除方法探究

陳宏胤 楊莎

摘 要 本文發明了一種玻璃燒結后的GPP硅片氧化層的新型處理方法，包括：取燒結后的硅片，在混合酸溶液中處理4～10min，流動水沖洗14～16min，超聲波超聲清洗180～300min。本方法在不破壞玻璃的前提下快速的去除氧化層，使硅片鎳層更加均勻，產品質量更加穩定，提升了機械良率，縮短了生產周期，降低了生產成本。

關鍵詞 玻璃燒結;去除氧化層;玻璃

序言

目前市場上GPP硅片玻璃燒結后去氧化層的方式是利用噴砂機去除硅片燒結后的氧化層，此方式操作效率很低且噴砂時的壓力對硅片造成機械損傷，噴砂機噴砂時噴槍的出砂量很難均勻的控制，導致氧化層去除不均勻，玻璃容易被破壞，噴完砂的硅片鍍鎳前清洗清洗方式比較復雜。我們對GPP硅片玻璃燒結后去氧化層的方式進行了改進，在硅片制作過程中采用了混合酸溶液代替噴砂機去除燒結后硅片的氧化層，對硅片的損傷很小，提升了硅片的機械良率，氧化層去除均勻，效率高，鍍鎳前清洗簡單，生產周期短，生產成本低。此方法使硅片鎳層更加均勻，產品質量更加穩定，提升了機械良率，縮短了生產周期，降低了生產成本[1]。

1GPP硅片氧化層去除的新技術方案

新型技術方案如下：取GPP玻璃燒結后的硅片，將硅片放在鐵氟龍花籃里，混酸槽中配制好混酸，將裝有硅片的花籃放進混合酸溶液中處理4～10min，當時間到達規定時間后，將裝有硅片的花籃拿出酸槽，放入第一級水中后迅速提起，硅片P面晶粒脫水合格后放入第二級水槽中沖洗14～16min。最后將裝有硅片的花籃放入裝有純水的超聲波中超聲清洗180～300min。將GPP硅片溝槽內的浮動的玻璃粉和雜質超聲出來。

在上述技術方案基礎上，新型處理工藝還可以做如下改進。

所用的混合酸為氫氟酸、氟化銨、純水體積比1～2∶2～4∶1～3混合而成的溶液。氫氟酸是氟化氫氣體的水溶液，無色，具有強烈的腐蝕性，去硅表面的氧化物;氟化銨為離子化合物，主要提供氟離子。純水指的是不含雜質的H2O。

使用新工藝取得了有益效果：現有技術GPP硅片玻璃燒結后利用噴砂機去除硅片燒結后的氧化層，此方式操作效率很低且噴砂時的壓力對硅片造成機械損傷，降低機械良率，噴砂機噴砂時噴槍的出砂量很難均勻的控制，導致氧化層去除不均勻，玻璃容易被破壞，噴完砂的硅片鍍鎳前清洗清洗方式比較復雜。新型處理工藝在硅片制作過程中采用了混合酸溶液代替噴砂機去除氧化層，此方式對硅片的損傷很小，提升了硅片的機械良率，氧化層去除均勻，效率高，鍍鎳前清洗簡單，縮短了生產周期[2]。

下面舉兩個實例說明新型處理工藝的原理和特征。

實施例1：

取GPP玻璃燒結后的硅片，將硅片擺放在鐵氟龍花籃里后，在混酸槽中配制好混酸，將裝有硅片的花籃放進混合酸溶液中處理8min，當時間到達規定時間后，將裝有硅片的花籃拿出酸槽，放入第一級水中后迅速提起， GPP硅片P面晶粒脫水合格后放入第二級沖水槽中流動水沖洗14min后，將裝有硅片的花籃放入裝有純水的超聲波中超聲清洗180min。

實施例2：

取GPP玻璃燒結后的硅片，將硅片擺放在鐵氟龍花籃里后，在混酸槽中配制好混酸，將裝有硅片的花籃放進混合酸溶液中處理10min，當時間到達規定時間后，將裝有硅片的花籃拿出酸槽，放入第一級水中后迅速提起， GPP硅片P面晶粒脫水合格后放入第二級沖水槽中流動水沖洗16min后，將裝有硅片的花籃放入裝有純水的超聲波中超聲清洗300min[3]。

2原工藝和新工藝的實驗比較

采用噴砂去氧化層工藝，收集4000片的數據，硅片的機械良率為95.0%，而采用新的工藝，同樣投入4000片硅片，硅片的機械良率為96.8%。良率得到了較大幅度的提升。電性良率也得到了較大幅度的提升，電性良率由97%提升到98.5%，在可靠性方面，具體請見表1[4]。

3結束語

采用新型處理工藝解決了原有工藝去氧化層效率低，機械良率低，氧化層去除不均勻，玻璃容易被破壞，鍍鎳前清洗清洗方式比較復雜，成本高的問題，使硅片鎳層更加均勻，產品質量更加穩定。

參考文獻

[1] （美）施敏，李明逵.半導體器件物理與工藝[M].蘇州：蘇州大學出版社，2014：73.

[2]《半導體器件制造技術叢書》編寫組.硅平面器件工藝基礎[M].北京：國防工業出版社，1971：59.

[3] 任繼棟，高榮杰，張宇，等.混酸刻蝕-氟化處理制備X80管線鋼雙疏表面及其耐蝕性研究[J].中國腐蝕和防護學報：自然科學版，2017，3（8）：233-240.

[4] 孔德平，周榮勛.高壓臺面功率晶體管的工藝分析[J].半導體技術，1991，6（12）：42-44.