[发明专利]一种晶体硅湿法氧化工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种晶体硅湿法氧化工艺。

背景技术

传统的晶体硅刻蚀及氧化工艺流程，包括以下几个步骤：上料 -湿法刻边 - 喷淋漂洗1 – 碱洗 – 喷淋漂洗2 – 去磷硅玻璃 – 喷淋漂洗3 –湿法氧化 –喷淋漂洗4 - 干燥 – 下料。存在的问题是由于残留的磷硅玻璃等，污染氧化化学药液，导致钝化效果不好。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新的氧化化学溶液配方，通过更改去磷硅片工艺步骤顺序，减少残留的磷硅玻璃等对氧化化学药液的影响确保氧化钝化效果。

本发明的技术解决方案是：

一种晶体硅湿法氧化工艺，其特征是:依次包括以下步骤：

（1）上料 ：将晶体硅片放入在线式湿化学设备轨道；

（2）去磷硅玻璃：在室温条件下，将晶体硅片浸泡于HF溶液，去除晶体硅两面及各边的磷硅玻璃；

（3）喷淋漂洗：纯水喷淋漂洗；

（4）边缘刻蚀：用由HF酸、HNO₃酸、H₂SO₄酸组成的刻蚀溶液进行边缘刻蚀；

（5）喷淋漂洗：纯水喷淋漂洗；

（6）碱洗：去多孔硅，中和酸；

（7）喷淋漂洗：纯水喷淋漂洗；

（8）湿法氧化：采用氧化化学溶液进行氧化处理；

（9）喷淋漂洗：纯水喷淋漂洗；

（10）干燥：高温压缩空气干燥；

（11）下料，准备流入下道工序。

步骤（2）中，在室温条件下，将晶体硅片浸泡于浓度为1%～10%的HF溶液，去除晶体硅两面及各边的磷硅玻璃，表面为疏水状态。

步骤（3）中，在室温条件下，循环水由喷洒管注入，漂洗去除磷硅玻璃残留及HF酸。

步骤（5）中，在室温条件下，循环水由喷洒管注入，漂洗去除HF酸、HNO₃酸、H₂SO₄酸残留。

步骤（6）中，在温度20℃～25℃的条件下，用0.1%～6%的KOH溶液，去多孔硅，中和前道的酸，处理时间为10秒～60秒。

步骤（8）中，氧化化学溶液由下列质量百分比的成分混合组成，氯气0～1%；次氯酸0～3%；氯酸0～1%；盐酸0～20%；双氧水0～3%；臭氧0～2%；含氟表面活性剂全氟癸烯对氧苯磺酸钾盐0～0.5%；阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠0～0.5%；余量为水；氧化处理时，将上述氧化化学溶液与纯水按体积比1 : 1～20混合使用，氧化处理时间为5秒～90秒。

氧化化学溶液由下列质量百分比的成分混合组成，氯气0.1～1%；次氯酸0.1～3%；氯酸0.1～1%；盐酸0.1～20%；双氧水0.1～3%；臭氧0.1～2%；含氟表面活性剂全氟癸烯对氧苯磺酸钾盐0.1～0.5%；阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠0.1～0.5%；余量为水。

步骤（10）中，通过30℃～80℃的压缩空气干燥硅片表面。

步骤（4）中，刻蚀溶液中HF的浓度为1%～10%，HNO3的浓度为10%～30%，H₂SO₄的浓度为10%～30%，余量为纯水，处理时间为60秒～130秒。

本发明晶体硅片通过湿法氧化工艺，完成氧化过程，制备出均匀的具有很好钝化效果的二氧化硅膜。

本发明确保湿法氧化其钝化效果，后期可进行热处理或者退火等工艺。

本发明提供一种新的氧化化学溶液配方，具有合理的设计工艺步骤，减少残留的磷硅玻璃等对氧化化学药液的影响，确保氧化钝化效果，工艺成本低，设备要求简单。

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

实施例1

一种晶体硅湿法氧化工艺，依次包括以下几个步骤：

（1）上料 ：将晶体硅片放入在线式湿化学设备轨道；

（2）去磷硅玻璃：在室温条件下，将晶体硅片浸泡于浓度为1%～10%(例1%、5%、10%)的HF溶液,处理时间为20秒～90秒（例20秒、60秒、90秒），去除晶体硅两面及各边的磷硅玻璃，表面为疏水状态；

（3）喷淋漂洗1：纯水喷淋漂洗，在室温条件下，循环水由喷洒管(上方和下方独立) 注入，漂洗去除磷硅玻璃残留及HF酸；