一种采用丝网印刷技术进行硅片涂源工艺的制作方法

本发明属于硅片制作领域，尤其是涉及一种采用丝网印刷技术进行硅片涂源工艺。

背景技术：

随着半导体技术的发展，对半导体表面钝化的要求越来越高，作为钝化材料，应具备良好的电气性能、可靠性、良好的化学稳定性、可操作性以及经济性。根据上述要求，半导体钝化专用玻璃作为一种较为理想的半导体钝化材料在半导体行业中开始应用。利用半导体钝化专用玻璃制作的芯片称为玻璃钝化芯片(glasspassivationprocesschip)，即gpp芯片。

目前，行业内硅片的制作大多会用到扩散工艺形成pn结，目前业内常用的硅片扩散源的涂覆一般采用旋转涂覆的方法，采用旋转涂覆扩散源工艺复杂，且扩散源在硅片表面涂覆不均匀，产品一致性差，劳动成本高。

技术实现要素：

本发明要解决的问题是提供一种采用丝网印刷技术进行硅片涂源工艺，使得在硅片上涂覆的扩散源一致性好，且简化了硅片涂源工艺步骤，提高了硅片扩散源涂覆的工作效率。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种采用丝网印刷技术进行硅片涂源工艺，包括以下步骤：

1)印刷扩散源：采用丝网印刷技术对扩散前处理后的硅片一面印刷磷扩散源，另一面印刷硼扩散源或硼铝扩散源。

进一步的，步骤1)包括以下步骤：

a.印刷磷扩散源：将磷扩散源喷涂在网板上，扩散前处理后的硅片置于网板下方，用刮刀从网板上方以一定角度施加压力，将磷扩散源印刷至硅片表面；

b.将印刷完磷扩散源的硅片置于烘板上，对硅片印有磷扩散源的一面进行烘烤；

c.按照步骤b、步骤c的工艺将液态硼铝扩散源或者液态硼扩散源印刷至硅片的另一面上并进行烘烤；

d.将所述硅片两面喷洒上al2o3粉末或硅粉。

进一步的，步骤a中所述的刮刀的角度为45°-75°。

进一步的，在印刷扩散源之前对硅片进行扩散前处理。

进一步的，扩散前处理包括依次进行碱处理、溢水清洗、酸清洗、溢水清洗和甩干。

进一步的，在对硅片进行扩散前处理之前对硅片进行减薄处理。

进一步的，减薄处理具体包括以下步骤：

e.将硅片放置于腐蚀液中进行腐蚀；

f.腐蚀结束后，将硅片进行水清洗；

g.测量所述硅片减除量；

h.测量后对所述硅片进行水清洗并甩干。

进一步的，腐蚀液为按照一定的比例混合的硝酸、氢氟酸、冰乙酸和纯水，温度为0-15℃。

进一步的，腐蚀液的混合比例为10-20:5-10:1-10:1-10。

进一步的，印刷扩散源后还进行叠片装舟，具体步骤为：将硅片硼源面或硼铝源面与硼源面或硼铝源面相对，将磷源面与磷源面相对进行叠片装舟。

本发明具有的优点和积极效果是：由于采用上述技术方案，使得在硅片上涂覆扩散源的工艺更加简单，能够实现硅片扩散源涂覆的自动化，节省劳动力，提高了扩散源涂覆的工作效率，且磷源和硼源在硅片上的涂覆一致性好，安全环保。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。

如图1所示，本发明涉及一种采用丝网印刷技术进行硅片涂源工艺，即采用丝网印刷技术对硅片进行扩散涂源，在硅片表面涂覆扩散源采用丝网印刷工艺，该丝网印刷是利用网版张力实现连续离版的原理，印刷包括三要素：油墨(浆料)、刮刀、丝网；其中，该油墨(浆料)是由功能组份、粘结组份和有机载体组成，具有以下特性：粘度，是阻止流体物质流动的一种性质，是流体分子间相互作用而产生阻碍其分子间相对运动能力的量度；屈服值，油墨所受的力必须大于一定的值才能流动；触变性，油墨受外力的搅拌时随搅拌动作由稠变稀，当搅拌动作停止，复又恢复到原来时的稠度；流动性，油墨在自身的重力作用下，会像液体一样流动，由油墨的粘度、屈服值和触变性决定。

此外，刮刀的作用是将浆料以一定的速度和角度将浆料压入丝网的漏孔中，刮刀在印刷时对丝网保持一定的压力，保证将浆料压入丝网的漏孔中，该刮刀一般为聚氨酯橡胶或氟化橡胶。

刮刀影响印刷效果因素如下：刮刀硬度，刮板条硬度越低，印刷图形的厚度越大，刮刀材料必须保证刃口有很好的直线性；刮板压力，刮板压力过大容易使丝网发生变形，印刷后的图形不一致，也加剧刮刀和丝网的磨损，刮板压力过小会在印刷后的丝网上存在残留浆料；刮刀速度，印刷速度的设定由印刷图形和印刷浆料的黏度决定，速度越高浆料进入网孔时间越短，填充性越差；刮刀角度，刮刀角度的设定与浆料有关，浆料黏度值越高，流动性越差，需要刮刀对浆料的向下的压力越大，刮刀角度小；一般刮刀角度调节范围为45°～75°。

丝网在丝网印刷中具有重要作用：丝网是图案形成时所需乳剂的支撑体；同时可以利用丝网控制油墨透过网版时的吐出量；利用网版张力实现理想的离版；丝网厚度决定印刷厚度。这就要求丝网线材具有一定的强度：最理想的网版要具有高强度不易变形的特点，不同的印刷效果需求的网版类型各不相同，在本实施例中，在硅片表面印刷扩散源，采用中间强度、中低延伸度的精密网，这种丝网所使用材料的抗张力比标准张力材料高30～40％，具有高度的尺寸精度稳定性和耐刷性。

采用丝网印刷技术进行硅片涂源工艺，具体包括以下步骤：

1)硅片双面减薄：使用腐蚀液对硅片进行双面腐蚀，去除表面损伤层，具体步骤如下：

a.用温度计测量腐蚀液温度，该温度一般为0-15℃，并根据腐蚀液温度设定硅片腐蚀时间，该腐蚀时间一般为9-50s，根据腐蚀液温度确定腐蚀时间，将硅片放置于腐蚀液中进行腐蚀减薄，根据腐蚀液温度确定硅片双面减薄的厚度，该厚度一般为10-20μm，这里的腐蚀液为按一定比例混合的硝酸、氢氟酸、冰乙酸和纯水，该腐蚀液能够很好的对硅片进行腐蚀减薄，这里的混合比例是按体积比例进行混合，该体积比例为10-20:5-10:1-10:1-10的比例进行混合；

b.腐蚀结束后，将硅片放入纯水清洗槽中进行清洗，清洗掉腐蚀减薄过程中的腐蚀液，清洗的时间为10-20min；

c.测量硅片减除量：硅片清洗干净后使用仪器测量硅片的减除量是否符合标准，这里使用的测量仪器为螺旋测微仪，还可以是其他测量厚度的仪器，即，测量硅片双面减薄的厚度，该厚度一般为10-20μm；

d.测量后对硅片进行多级溢水清洗并甩干，溢水清洗的目的是去除减薄后硅片表面的杂质。

2)扩散前处理：对减薄后的硅片依次进行碱处理、溢水清洗、酸清洗、溢水清洗、甩干，目的是去除硅片的表面机械损伤，去除硅片表面的金属离子和有机溶剂等杂质,即，

a.将减薄后的硅片放置在碱液中进行处理，该碱液为氢氧化钾溶液，且该氢氧化钾溶液的温度为40-80℃，碱处理时间为5-20min内，这里的碱处理为一级碱处理，也就是，进行一次碱处理；

b.碱处理完成后将硅片放入纯水中进行溢水清洗，去除硅片表面的碱液，这里的清洗包括三步，先采用溢水清洗，这里的溢水清洗采用两级溢水清洗，两级溢水清洗后采用超声溢水清洗，超声溢水清洗采用一次超声溢水清洗，超声溢水清洗后采用溢水清洗，这里采用两级溢水清洗，这里每步清洗的时间为5-20min内，这里的两级溢水清洗指的是硅片进行两次水清洗，充分去掉硅片表面的其他溶液杂质，一级超声溢水清洗指的是进行一次超声溢水清洗；

c.对步骤b中的清洗后的硅片进行酸液清洗，所用的酸液为硝酸溶液，该硝酸的温度60-100℃，酸处理时间为5-20min内，这里的酸处理为三级酸处理，也就是，进行三次酸处理，每次酸处理的时间都相同；

d.对步骤c中的酸液清洗后的硅片放入纯水中进行溢水清洗并甩干，这里的溢水清洗时间为5-20min内，这里的溢水清洗为四级溢水清洗，也就是，进行四次溢水清洗，每次溢水清洗的时间相同。

3)印刷扩散源：采用丝网印刷工艺对处理后的硅片一面印刷磷扩散源，另一面印刷硼扩散源或硼铝扩散源,具体步骤为：

a.印刷磷扩散源，将磷扩散源喷涂在网板上，该网版一般为工程塑料编织，扩散前处理后的硅片置于网板下方，用塑料刮刀从网板上方以一定角度施加压力，将磷扩散源印刷至硅片表面，这里刮刀的角度为45°～75°，印刷压力为30n-120n，版间距为1-3mm，印刷速度为50-300mm/s，刮刀高度为1-3mm，刮刀硬度为40-80hrc；

b.将印刷完磷扩散源的硅片置于铺有滤纸的烘板上，印刷有磷扩散源的一面朝上，将硅片印有磷扩散源的一面烘干，该烘烤时间根据磷扩散源的印刷量来确定，一般烘烤的时间为5-25min，温度为90-180℃；

c.按照步骤b、步骤c的工艺将液态硼铝扩散源或者液态硼扩散源印刷至硅片的另一面上并进行烘烤，温度为90-180℃，烘烤时间为5-15min；

d.烘烤完成后，将硅片两面喷洒上al2o3粉末或硅粉。

4)叠片装舟：将硅片两两相对叠片装舟，即将硅片硼源面或硼铝源面与硼源面或硼铝源面相对，将磷源面与磷源面相对进行叠片，叠片后放入碳化硅舟中，并在碳化舟前后位置放置挡片，将硅片压紧，这样能够在进行低压扩散后充分利用扩散炉中的空间，且工作效率高，一次能够将多批次硅片进行扩散。

经过上述步骤即可完成对硅片表面扩散源的涂覆，且采用丝网印刷涂覆扩散源一致性好。

本发明具有的优点和积极效果是：由于采用上述技术方案，使得在硅片上涂覆扩散源的工艺更加简单，能够实现硅片扩散源涂覆的自动化，节省劳动力，提高了扩散源涂覆的工作效率，且磷源和硼源在硅片上的涂覆一致性好，安全环保。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。