一种去除芯片表面硼硅玻璃的方法与流程

本发明涉及芯片加工技术领域，尤其是一种去除芯片加工过程中附着于其表面的硼硅玻璃的方法。

背景技术：

芯片加工过程中，需要进行硼磷扩散，形成pn结。在进行扩散工序时，将含有硼元素的纸源（三氧化二硼）覆盖在晶片表面，三氧化二硼与硅反应，形成单质硼（b2o3+si→sio2+b），高温下分子运动使得一部分硼单质扩散进入硅层，形成p面；但此过程中，三氧化二硼会与反应生成的二氧化硅结合，在芯片表面形成硼硅玻璃(b2o3)ａ·(sio2)ｂ，如图1所示。这层硼硅玻璃对扩散起到析出晶格杂质的好处，但是会影响后续工序，所以必须去除。

现有技术中，扩散后去除芯片表面硼硅玻璃的方法为喷砂法，将石英砂高速喷射到晶片表面，以去除扩散后的硼硅玻璃。石英砂高速撞击硅片，在硅片表面造成机械损伤，几乎是无限的空位源，再经过高温加工，这些空位吸收杂质，给二极管带来严重的内伤。吹砂后的晶片产生了很多深能级复合中心，基区少子寿命大大降低。解决此问题主要有以下三种途径：1.通过减小吹砂力度的方法来减小硅片损伤;2.通过对硅片进行氧化处理，然后使用hf溶液将硅片表层的硼硅玻璃腐蚀掉，但是其制程周期长，成本高，而且会造成扩散表面浓度损失；3.化学腐蚀法，使用硝酸和氢氟酸的混合酸去除硅片表层的硼硅玻璃，但同样存在磷面腐蚀过多，导致磷面浓度损失的问题。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供了一种工艺简单、控制方便的去除芯片表面硼硅玻璃的方法，此方法产能高、对芯片无损伤。

一种去除芯片表面硼硅玻璃的方法，使用双极电解法去除芯片表面硼硅玻璃，电解液采用znso4溶液，直流源阳极连接两根铝丝，直流源阴极连接一根铜棒，芯片p面朝上放置于电解液中，p面接触两根铝丝底部。

进一步的，两根铝丝接触芯片两端四分之一处。

进一步的，直流源电压10-30v，电流1-2a。

进一步的，所述znso4溶液的质量比为去离子水：znso4=5：1。

进一步的，电解反应结束后，将芯片取出浸入hf溶液浸泡10-15分钟后，用清水冲洗干净。

本发明的有益效果：采用双极电解工艺代替传统喷砂法，去除芯片表面的硼硅玻璃，减少了对晶片的损伤，降低了晶片应力，克服了晶格缺陷，改善了二极管电性能力；同时可以降低生产成本，可以提高生产产能。

附图说明

图1为芯片表面附着硼硅玻璃的示意图；

图2为电解法去除表面硼硅玻璃的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

参照图2所示，电解槽内装有znso4溶液，znso4溶液的质量比为去离子水：znso4=5：1；直流源阳极连接两根铝丝，直流源阴极连接一根铜棒，芯片p面朝上放置于电解液中，p面接触两根铝丝底部，两根铝丝接触芯片两端四分之一处，形成双极电解端。

将直流源电压调整至10-30v，电流1-2a，芯片表面析出气泡，硼硅玻璃渐渐褪去，露出蓝色硅片，持续反应直至电流减小为零（电流数值可以用电流表读取）；电解反应结束后，将芯片取出浸入hf溶液浸泡10-15分钟后，用清水冲洗干净。

电化学方式去除硼硅玻璃的原理反应方程式：

负极：zn²⁺+2e^---→zn现象：锌在铜棒表面析出

正极：4oh^--4e^---→2h2o+o2现象：芯片表面有气泡产生

电解反应过程中，正极产生高氧化性氧气，它与硼硅玻璃中的b和si反应生成b2o3和sio2。

4b+3o2--→2b2o3

si+o2--→sio2

反应后的芯片用hf酸漂洗，产生的氧化物即被清除，芯片表面的硼硅玻璃从而得到去除。

最后，还需要注意的是，以上列举仅是本发明一个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明提供一种去除芯片表面硼硅玻璃的方法，使用双极电解法去除芯片表面硼硅玻璃，电解液采用ZnSO4溶液，直流源阳极连接两根铝丝，直流源阴极连接一根铜棒，芯片P面朝上放置于电解液中，P面接触两根铝丝底部；电解反应结束后，将芯片取出浸入HF溶液浸泡10‑15分钟后，用清水冲洗干净。本发明采用双极电解工艺代替传统喷砂法，去除芯片表面的硼硅玻璃，减少了对晶片的损伤，降低了晶片应力，克服了晶格缺陷，改善了二极管电性能力；同时可以降低生产成本，可以提高生产产能。

技术研发人员：曹孙根;王志忠;张俊超;芮正果
受保护的技术使用者：安徽钜芯半导体科技有限公司
技术研发日：2018.09.13
技术公布日：2019.02.19