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小木蟲論壇-學術科研互動平臺 » 材料區(qū) » 微米和納米 » 微納器件 » 【請教】硅片的清洗
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jiangweijw銅蟲 (小有名氣)
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[交流]
【請教】硅片的清洗 已有49人參與
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| 我用丙酮，酒精，去離子水依次超聲清洗，可硅片吹干后清洗的不干凈。請教：帶二氧化硅層的硅片應如何清洗才能干凈？ |
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26樓2011-05-06 10:19:43
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jiangweijw(金幣+2):感謝 2010-03-26 08:35
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RCA標準清洗法是1965年由Kern和Puotinen 等人在N.J.Princeton的RCA實驗室首創(chuàng)的，并由此而得名。RCA是一種典型的、至今仍為最普遍使用的濕式化學清洗法，該清洗法主要包括以下幾種清洗液。 （1）SPM：H2SO4 /H2O2 120～150℃ SPM具有很高的氧化能力，可將金屬氧化后溶于清洗液中，并能把有機物氧化生成CO 2和H2O。用SPM清洗硅片可去除硅片表面的重有機沾污和部分金屬，但是當有機物沾污特別嚴重時會使有機物碳化而難以去除。 （2）HF(DHF)：HF(DHF) 20～25℃ DHF可以去除硅片表面的自然氧化膜，因此，附著在自然氧化膜上的金屬將被溶解到清洗液中，同時DHF抑制了氧化膜的形成。因此可以很容易地去除硅片表面的Al，F(xiàn)e，Zn，Ni等金屬，DHF也可以去除附著在自然氧化膜上的金屬氫氧化物。用DHF清洗時，在自然氧化膜被腐蝕掉時，硅片表面的硅幾乎不被腐蝕。 （3）APM (SC-1）：NH4OH/H2O2 /H2O 30～80℃ 由于H2O2的作用，硅片表面有一層自然氧化膜(SiO2)，呈親水性，硅片表面和粒子之間可被清洗液浸透。由于硅片表面的自然氧化層與硅片表面的Si被NH 4OH腐蝕，因此附著在硅片表面的顆粒便落入清洗液中，從而達到去除粒子的目的。在 NH4OH腐蝕硅片表面的同時，H2O 2又在氧化硅片表面形成新的氧化膜。 （4）HPM (SC-2)：HCl/H2O2/H2 O 65～85℃ 用于去除硅片表面的鈉、鐵、鎂等金屬沾污。在室溫下HPM就能除去Fe和Zn。 清洗的一般思路是首先去除硅片表面的有機沾污，因為有機物會遮蓋部分硅片表面，從而使氧化膜和與之相關的沾污難以去除；然后溶解氧化膜，因為氧化層是“沾污陷阱”，也會引入外延缺陷；最后再去除顆粒、金屬等沾污，同時使硅片表面鈍化 |
2樓2010-03-24 15:50:01
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47樓2013-06-19 09:45:08
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清洗的作用 1.在太陽能材料制備過程中，在硅表面涂有一層具有良好性能的減反射薄膜，有害的雜質離子進入二氧化硅層，會降低絕緣性能，清洗后絕緣性能會更好。 2.在等離子邊緣腐蝕中，如果有油污、水氣、灰塵和其它雜質存在，會影響器件的質量，清洗后質量大大提高。 3.硅片中雜質離子會影響P-N 結的性能，引起P-N 結的擊穿電壓降低和表面漏電，影響P-N 結的性能。 4.在硅片外延工藝中，雜質的存在會影響硅片的電阻率不穩(wěn)定。 清洗的原理 要了解清洗的原理，首先必須了解雜質的類型，雜質分為三類：一類是分子型雜質，包括加工中的一些有機物；二類是離子型雜質，包括腐蝕過程中的鈉離子、氯 離子、氟離子等；三是原子型雜質，如金、鐵、銅和鉻等一些重金屬雜質。目前最常用的清洗方法有：化學清洗法、超聲清洗法和真空高溫處理法。 1.目前的化學清洗步驟有兩種： �。�1）有機溶劑（甲苯、丙酮、酒精等）→去離子水→無機酸（鹽酸、硫酸、硝酸、王水）→氫氟酸→去離子水 �。�2）堿性過氧化氫溶液→去離子水→酸性過氧化氫溶液→去離子水 下面討論各種步驟中試劑的作用。 a.有機溶劑在清洗中的作用 用于硅片清洗常用的有機溶劑有甲苯、丙酮、酒精等。在清洗過程中，甲苯、丙酮、酒精等有機溶劑的作用是除去硅片表面的油脂、松香、蠟等有機物雜質。所利用的原理是“相似相溶”。 b.無機酸在清洗中的作用 硅片中的雜質如鎂、鋁、銅、銀、金、氧化鋁、氧化鎂、二氧化硅等雜質，只能用無機酸除去。有關的反應如下： 2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑ Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O Cu+2H2SO4= CuSO4 +SO2↑+2H2O 2Ag+2H2SO4=2Ag2SO4+SO2↑+2H2O Cu+4HNO3= Cu（NO3）2 +2NO2↑+2H2O Ag+4HNO3= AgNO3+2NO2↑+2H2O Au+4HCl+HNO3=H［AuCl4］ +NO↑+2H2O SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O 如果HF 過量則反應為：SiO2+6HF=H2［SiF6］+2H2O H2O2 的作用：在酸性環(huán)境中作還原劑，在堿性環(huán)境中作氧化劑。在硅片清洗中對一些難溶物質轉化為易溶物質。如： As2S5+20 H2O2+16NH4OH=2（NH4）3AsO4+5（NH4）2SO4+28H2O MnO2+ H2SO4+ H2O2= MnSO4+2H2O+O2↑ c.RCA 清洗方法及原理 在生產中，對于硅片表面的清洗中常用RCA 方法及基于RCA 清洗方法的改進，RCA 清洗方法分為Ⅰ號清洗劑（APM）和Ⅱ號清洗劑（HPM）。Ⅰ號清洗劑（APM）的配置是用去離子水、30%過氧化氫、25%的氨水按體積比 為：5:1：1 至5:2：1；Ⅱ號清洗劑（HPM）的配置是用去離子水、30%過氧化氫、25%的鹽酸按體積比為：6:1：1 至8:2：1。其清洗原理是：氨分子、氯離子等與重金屬離子如：銅離子、鐵離子等形成穩(wěn)定的絡合物如：［AuCl4］-、［Cu（NH3）4］2+、 ［SiF6］2-。 清洗時，一般應在75～85℃條件下清洗、清洗15 分鐘左右，然后用去離子水沖洗干凈。Ⅰ號清洗劑（APM）和Ⅱ號清洗劑（HPM）有如下優(yōu)點： �。�1）這兩種清洗劑能很好地清洗硅片上殘存的蠟、松香等有機物及一些重金屬如金、銅等雜質； �。�2）相比其它清洗劑，可以減少鈉離子的污染； �。�3）相比濃硝酸、濃硫酸、王水及鉻酸洗液，這兩種清洗液對環(huán)境的污染很小，操作相對方便。 2.超聲波在清洗中的作用 目前在半導體生產清洗過程中已經廣泛采用超聲波清洗技術。超聲波清洗有以下優(yōu)點： �。�1）清洗效果好，清洗手續(xù)簡單，減少了由于復雜的化學清洗過程中而帶來的雜質的可能性； �。�2）對一些形狀復雜的容器或器件也能清洗。 超聲波清洗的缺點是當超聲波的作用較大時，由于震動磨擦，可能使硅片表面產生劃道等損傷。 超聲波產生的原理：高頻震蕩器產生超聲頻電流，傳給換能器，當換能器產生超聲震動時，超聲震動就通過與換能器連接的液體容器底部而傳播到液體內，在液體中產生超聲波。 3.真空高溫處理的清洗作用 硅片經過化學清洗和超聲波清洗后，還需要將硅片真空高溫處理，再進行外延生長。真空高溫處理的優(yōu)點： �。�1）由于硅片處于真空狀態(tài)，因而減少了空氣中灰塵的玷污； �。�2）硅片表面可能吸附的一些氣體和溶劑分子的揮發(fā)性增加，因而真空高溫易除去； �。�3）硅片可能玷污的一些固體雜質在真空高溫條件下，易發(fā)生分解而除去。 預購請致電三達奧克化學-13940870701（王） |
54樓2015-12-31 09:39:38
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