专利名称：半导体管芯总成去杂质离子的清洗方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体二极管的清洗方法，尤其是涉及一种半导体管芯总成去杂质离子的清洗方法。
背景技术：
半导体二极管作为体积小的分离元件，具有整流、检波、限幅和保护等多种功能而广泛用于各种电路中。常规半导体二极管是先将晶棒切割成晶片，再将晶片切割成晶粒，晶粒的两端面通过锡焊料分别与铜引线焊接制成半导体管芯总成，经酸洗、上胶、注塑、电镀、引直、印字、测试和包装，完成半导体二极管的制作。在半导体二极管的制作过程中，半导体管芯总成清洗是否干净，直接影响半导体二极管的性能。常规清洗工艺是将晶粒进行经酸洗处理后，再与引线焊接。焊接过程中，半导体管芯总成表面又会吸附锡、铜、银等重金属离子以及其它微粒污物，而这些金属离子和污物会造成P-N漏电，造成电路结构的短路，降低半导体二极管的工作稳定性，故需对半导体管芯总成表面进行进一步的清洗处理，以得到洁净表面。这种清洗方法不仅增加了半导体二极管的制造成本，而且不易完全去除半导体管芯总成表面的重金属离子。常规的清洗方法是采用多步清洗法，首先是SPM清洗，即用4∶1的硫酸/过氧化氢混合溶液进行清洗，去除有机物；再用SC-1清洗，即用1∶1∶5的氨水/双氧水/去离子水的混合溶液进行清洗，去除硅晶片表面的有机化合物和微粒；再用SC-2清洗，即用1∶1∶6的盐酸/双氧水/去离子水混合溶液进行清洗，去除金属离子；最后用DHF清洗，即用1∶99的氢氟酸/去离子水的混合溶液进行清洗，去除硅晶片表面自然生成的氧化层，对半导体管芯总成在不同清洗槽内进行多次清洗，以除去附着于晶粒表面杂质离子和有机污染物，而这种清洗工艺是针对硅晶片进行酸洗处理。当对于焊接后的半导体管芯总成表面的酸洗处理，因晶粒与引脚焊接过程中，会在半导体管芯总成的晶粒表面吸附了大量的重金属离子，因此这种清洗方法和清洗剂是无法用简单的方法以及低成本去除干净半导体管芯总成晶粒表面的重金属离子。而半导体二极管工作时受温度影响较大，采用目前清洗方法所制成的半导体二极管其反向电流IR只能控制在5μA左右，半导体二极管的反向截止性能不稳定，易被反向电压击穿，失去单向导电作用，故半导体二极管的品质无法进一步得到提高。另外，采用目前的清洗方法，半导体管芯总成在不同的清洗阶段，采用不同的清洗槽，因此需通过专用的机构对半导体管芯总成进行装卸，不仅操作烦琐，而且还增加了辅助生产时间。
发明内容
本发明的目的是提供一种在操作方便，低成本的前提下，能提高二极管性能的半导体管芯总成去杂质离子的清洗方法。
本发明为达到上述目的的技术方案是一种半导体管芯总成去杂质离子的清洗方法，其特征在于(1)、将待清洗的半导体管芯总成插置在清洗槽内，将腐蚀剂倒入清洗槽内，对半导体管芯总成表面进行腐蚀并除去有机污物，时间控制在1～10min内，斜置清洗槽倒除腐蚀剂，用高压去离子水快速斜冲洗半导体管芯总成表面；(2)、将前清洗剂倒入清洗槽内，去除半导体管芯总成表面的金属离子和有机物，并在半导体管芯总成的晶粒表面形成氧化保护层，清冼时间控制在1～5min，倒除前清洗剂，用高压去离子水快速斜冲洗半导体管芯总成表面；(3)、再将后清洗剂倒入清洗槽内，去除半导体管芯总成表面的金属离子及有机物，时间控制在1～5min，倒除后清洗剂，用高压去离子水快速斜冲洗半导体管芯总成表面；(4)、将清洗槽放置在水洗槽内，用超声波清洗，脱水后将半导体管芯总成放置在纯度为99.999％的氮气气氛下加热到120～150℃进行干燥；按体积百分比，上述的腐蚀剂是分析级或优级纯20％～30％的硝酸、20％～30％的氢氟酸、8％～15％的硫酸以及30％～40％的冰乙酸混合溶液，前清洗剂是分析级或优级纯15％～35％的磷酸、15％～35％的双氧水以及40％～60％的去离子水混合溶液，后清洗剂是分析级或优级纯55％～70％的硫酸、3％～12％的重铬酸钾和25％～35％的去离子水混合溶液；或是分析级或优级纯10％～25％的硫酸、10％～25％的硝酸、10％～25％的盐酸以及40％～55％的去离子水混合溶液。
本发明采用硝酸、氢氟酸、硫酸和冰乙酸的混合酸作为腐蚀剂，并采用相同体积百分比的硝酸、氢氟酸对半导体管芯总成的晶粒表面进行腐蚀，再通过腐蚀剂内的冰乙酸对晶粒腐蚀速率进行缓冲，均匀地消除晶粒表面加工时留下的机械损伤层，使半导体管芯总成的晶粒比较容易和经济的得到洁净表面和圆滑的边缘，以消除尖端放电，提高电性能，同时通过该腐蚀剂还清除半导体管芯总成表面附着的有机物和金属离子。本发明再用由磷酸、双氧水和去离子水构成的前清洗液对半导体管芯总成进行清洗，在进一步去除半导体管芯总成表面的金属离子同时，在半导体管芯总成的晶粒表面立即生成氧化保护层，即而通过本发明化剂配比的后清洗剂，将保护层外的金属离子有机物，尤其是重金属离子进行清除。本发明由于采用多次酸洗，而且在不同的酸洗过程中，无需搬动半导体管芯总成，可减少清洗过程上的污染，而且通过后清洗剂，进一步清洗晶粒保护层外的重金属离子，提高半导体二极管的反向截止的稳定性，得到高品质的半导体二极管，使半导体二极管在一定反向电压下的反向电流IR可控制在0.05μA以下。本发明在清洗过程中，采用一个清洗槽来进行多次清洗，操作方便，污染少，清洗效率高。
具体实施例方式
实施例1本发明半导体管芯总成去杂质离子的清洗方法，(1)、将待清洗的半导体管芯总成插装在清洗槽内，将腐蚀剂倒入清洗槽内，以下按体积百分比，该腐蚀剂是分析级或优级纯20％～30％的硝酸、20％～30％的氢氟酸、8％～15％的硫酸和30％～40％的冰乙酸混合溶液，时间控制在1～10min，清洗槽倾斜倒除腐蚀剂，用高压去离子水喷淋到半导体管芯总成表面，快速斜冲洗半导体管芯总成表面。(2)、清洗槽进入下一工位、复位后，将前清洗剂倒入清洗槽内，该前清洗剂是分析级或优级纯15％～35％的磷酸、15％～35％的双氧水以及40％～60％的去离子水混合溶液，在对半导体管芯总成表面的金属离子以及有机物去除的同时，在半导体管芯总成的晶粒表面形成磷硅氧化膜作为氧化保护层，温度控制在75±5℃，时间控制在1～5min，将清洗槽倾斜，倒除前清洗剂，用高压去离子水喷淋的半导体管芯总成表面，快速斜冲洗半导体管芯总成表面。(3)、清洗槽进入后一个工位，复位后将后清洗剂倒入清洗槽内，该后清洗剂由分析级或优级纯55％～70％的硫酸、3％～12％的重铬酸钾和25％～35％的去离子水混合溶液，通过高配比浓度的硫酸以及重铬酸钾去除半导体管芯总成晶粒保护层外的金属离子和有机比，该腐蚀剂是分析级或优级纯的20％～30％硝酸、20％～30％氢氟酸、8％～15％硫酸和30％～40％冰乙酸的混合溶液，时间控制在1～10min，清洗槽倾斜倒除腐蚀剂，用高压去离子水喷淋到半导体管芯总成表面，快速冲洗半导体管芯总成表面。(2)、清洗槽进入下一工位，并复位将前清洗剂倒入清洗槽内，该前清洗剂是分析级或优级纯的15％～35％磷酸、15％～35％双氧水以及40％～60％去离子水的混合溶液，在对半导体管芯总成表面的金属离子以及有机物去除的同时，在半导体管芯总成的晶料表面形成偏磷硅氧化膜作为氧化保护层，温度控制在75±5℃，时间控制在1～5min，将清洗槽倾斜，倒除前清洗剂，用高压去离子水喷淋到半导体管芯总成表面，快速斜冲洗半导体管芯总成表面。(3)、清洗槽进入后一个工位，复位后将后清洗剂倒入清洗槽内，该后清洗剂由分析级或优级纯10％～25％的硫酸、10％～25％的硝酸、10％～25％的盐酸和40％～55％的去离子水混合溶液，通过硫酸和硝酸以及盐酸的混合酸对半导体管芯总成表面的金属离子、尤其是对重金属离子去除，并继续对半导体管芯总成表面的有机物进行去除，时间控制在3～5min，清洗槽倾斜倒除后清洗剂，用高压去离子水喷淋到半导体管芯总成表面，快速斜冲洗半导体管芯总成表面。(4)、将半导体管芯总成从清洗槽内拿出并放置在水洗槽内，通过超声波振荡器对半导体管芯总成进行清洗，用异丙醇脱水，将半导体管芯总成放置在纯度为99.999％的氮气气氛下加热到120～150℃进行干燥。
实施例4本发明的半导体管芯总成去杂质离子的清洗方法，(1)、将待清洗的半导体管芯总成插装在清洗槽内，将腐蚀剂倒入清洗槽内，以下按体积百分比，该腐蚀剂是分析级或优级纯23％～28％的硝酸、23％～28％的氢氟酸、10％～12％的硫酸和32％～38％的冰乙酸混合溶液，时间控制在5～10min，清洗槽倾斜倒除腐蚀剂，用高压去离子水喷淋到半导体管芯总成表面，快速斜冲洗半导体管芯总成表面。(2)、清洗槽进入下一工位，并复位将前清洗剂倒入清洗槽内，该前清洗剂是分析级或优级纯20％～30％的磷酸、20％～30％的双氧水和40％～50％的去离子水混合溶液，在对半导体管芯总成表面的金属离子以及有机物去除的同时，在半导体管芯总成的晶粒表面形成偏磷硅氧化膜作为氧化保护层，温度控制在75±5℃，时间控制在3～5min，将清洗槽倾斜，倒除前清洗剂，用高压去离子水喷淋到半导体管芯总成表物，尤其是去除重金属离子，时间控制在1～5min，清洗槽倾斜倒除后清洗剂，用高压去离子水喷淋的半导体管芯总成表面，快速斜冲洗半导体管芯总成表面。(4)、将清洗槽放置在水洗槽内，通过超声波振荡器对半导体管芯总成进行清洗，用异丙醇脱水，将半导体管芯总成放置在纯度为99.999％的氮气气氛下加热到120～150℃进行干燥。上述的操作过程上，清洗槽为四周边凸起并向底面圆滑过渡的凹槽，清洗槽可倾斜45°～70°。
实施例2本发明的半导体管芯总成去杂质离子的清洗方法，(1)、将待清洗的半导体管芯总成插装在清洗槽内，将腐蚀剂倒入清洗槽内，以下按体积百分比，该腐蚀剂是分析级或优级纯23％～28％的硝酸、23％～28％的氢氟酸、10％～12％的硫酸和32％～38％的冰乙酸混合溶液，时间控制在5～10min，清洗槽倾斜倒除腐蚀剂，用高压去离子水喷淋到半导体管芯总成表面，快速斜冲洗半导体管芯总成表面。(2)、清洗槽进入下一工位，并复位将前清洗剂倒入清洗槽内，该前清洗剂是分析级或优级纯20％～30％的磷酸、20％～30％的双氧水和40％～50％的去离子水混合溶液，在对半导体管芯总成表面的金属离子以及有机物去除的同时，在半导体管芯总成的晶粒表面形成偏磷硅氧化膜作为氧化保护层，温度控制在75±5℃，时间控制在3～5min，将清洗槽倾斜，倒除前清洗剂，用高压去离子水喷淋到半导体管芯总成表面，快速斜冲洗半导体管芯总成表面。(3)、清洗槽进入后一个工位，复位后将后清洗剂倒入清洗槽内，该后清洗剂由分析级或优级纯60％～65％硫酸、5％～10％重铬酸钾和28％～32％去离子水的混合溶液，通过高浓度的硫酸以及重铬酸钾去除半导体管芯总成表面的金属离子，尤其是重金属离子，并继续对半导体管芯总成表面的有机物进行去除，时间控制在1～5min，清洗槽倾斜倒除后清洗剂，用高压去离子水喷淋到半导体管芯总成表面，快速斜冲洗半导体管芯总成表面。(4)、将半导体管芯总成从清洗槽内拿出并放置在水洗槽内，通过超声波振荡器对半导体管芯总成进行清洗，用异丙醇脱水，将半导体管芯总成放置在纯度在99.999％的氮气气氛下加热到120～150℃进行干燥。
实施例3本发明的半导体管芯总成去杂质离子的清洗方法，(1)、将待清洗的半导体管芯总成插装在清洗槽内，将腐蚀剂倒入清洗槽内，以下按体积百分面，快速斜冲洗半导体管芯总成表面。(3)、清洗槽进入后一个工位，复位后将后清洗剂倒入清洗槽内，该后清洗剂由分析级或优级纯的15％～20％的硫酸、15％～20％的硝酸、15％～20％的盐酸和45％～50％的去离子水混合溶液，通过硫酸、硝酸以及盐酸的混合酸对半导体管芯总成表面的金属离子、尤其是对重金属离子去除，并继续对半导体管芯总成表面的有机物进行去除，时间控制在3～5min，清洗槽倾斜倒除后清洗剂，用高压去离子水喷淋到半导体管芯总成表面，快速斜冲洗半导体管芯总成表面。(4)、将半导体管芯总成从清洗槽内拿出并放置在水洗槽内，通过超声波振荡器对半导体管芯总成进行清洗，用异丙醇脱水，将半导体管芯总成放置在纯度为99.999％的氮气气氛下加热到120～150℃进行干燥。
权利要求
1.一种半导体管芯总成去杂质离子的清洗方法，其特征在于(1)、将待清洗的半导体管芯总成插置在清洗槽内，将腐蚀剂倒入清洗槽内，对半导体管芯总成表面进行腐蚀并除去有机污物，时间控制在1～10min内，斜置清洗槽倒除腐蚀剂，用高压去离子水快速斜冲洗半导体管芯总成表面；(2)、将前清洗剂倒入清洗槽内，去除半导体管芯总成表面的金属离子和有机物，并在半导体管芯总成的晶粒表面形成氧化保护层，清冼时间控制在1～5min，倒除前清洗剂，用高压去离子水快速斜冲洗半导体管芯总成表面；(3)、再将后清洗剂倒入清洗槽内，去除半导体管芯总成表面的金属离子及有机物，时间控制在1～5min，倒除后清洗剂，用高压去离子水快速斜冲洗半导体管芯总成表面；(4)、将清洗槽放置在水洗槽内，用超声波清洗，脱水后将半导体管芯总成放置在纯度为99.999％的氮气气氛下加热到120～150℃进行干燥；按体积百分比，上述的腐蚀剂是分析级或优级纯20％～30％的硝酸、20％～30％的氢氟酸、8％～15％的硫酸以及30％～40％的冰乙酸混合溶液，前清洗剂是分析级或优级纯15％～35％的磷酸、15％～35％的双氧水以及40％～60％的去离子水混合溶液，后清洗剂是分析级或优级纯55％～70％的硫酸、3％～12％的重铬酸钾和25％～35％的去离子水混合溶液；或是分析级或优级纯10％～25％的硫酸、10％～25％的硝酸、10％～25％的盐酸以及40％～55％的去离子水混合溶液。
2.根据权利要求1所述的半导体管芯总成去杂质离子的清洗方法，其特征在于所述的清洗槽为四周边凸起并向底面圆滑过渡的凹槽，清洗槽可倾斜45°～70°。
3.根据权利要求1所述的半导体管芯总成去杂质离子的清洗方法，其特征在于所述的腐蚀剂是23％～28％的硝酸、23％28％的氢氟酸、10％～12％的硫酸以及32％～38％的冰乙酸的混合溶液。
4.根据权利要求1所述的半导体管芯总成去杂质离子的清洗方法，其特征在于所述的前清洗剂是20％～30％的磷酸、20％～30％的双氧水以及40％～50％的去离子水混合溶液。
5.根据权利要求1所述的半导体管芯总成去杂质离子的清洗方法，其特征在于所述的后清洗剂是60％～65％的硫酸、5％～10％的重铬酸钾和28％～32％的去离子水混合溶液。
6.根据权利要求1所述的半导体管芯总成去杂质离子的清洗方法，其特征在于所述的后清洗剂是15％～20％的硫酸、15％～20％的硝酸、15％～20％的盐酸和45％～50％的去离子水混合溶液。
全文摘要
本发明涉及一种半导体管芯总成去杂质离子的清洗方法，将待清洗的半导体管芯总成插置在清洗槽内，将腐蚀剂倒入清洗槽内，对其表面进行腐蚀并除去有机污物，时间控制在1～10min内，斜置清洗槽倒除腐蚀剂，用去离子水快速斜冲洗半导体管芯总成；将前清洗剂倒入清洗槽内，去除其表面的金属离子和有机物，在半导体管芯总成的硅界面形成氧化层，清冼时间控制在1～5min，倒除前清洗剂，用去离子水快速冲洗其表面；再将后清洗剂倒放清洗槽内，去除其表面的重金属离子及有机物，时间控制在1～5min，倒除后清洗剂，用去离子水快速冲洗表面；再通过超声波进行清洗和干燥。本发明操作方便，在低成本的前提下，能提高半导体二极管的性能。
文档编号H01L21/00GK101017772SQ20071002043
公开日2007年8月15日 申请日期2007年2月27日 优先权日2007年2月27日
发明者吕全亚, 张心波, 张国荣 申请人:江苏佳讯电子有限公司, 常州新区佳讯电子器材有限公司, 常州久和电子有限公司