專利名稱：半導(dǎo)體管芯總成去雜質(zhì)離子的清洗方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體二極管的清洗方法，尤其是涉及一種半導(dǎo)體管芯總成去雜質(zhì)離子的清洗方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體二極管作為體積小的分離元件，具有整流、檢波、限幅和保護(hù)等多種功能而廣泛用于各種電路中。常規(guī)半導(dǎo)體二極管是先將晶棒切割成晶片，再將晶片切割成晶粒，晶粒的兩端面通過(guò)錫焊料分別與銅引線焊接制成半導(dǎo)體管芯總成，經(jīng)酸洗、上膠、注塑、電鍍、引直、印字、測(cè)試和包裝，完成半導(dǎo)體二極管的制作。在半導(dǎo)體二極管的制作過(guò)程中，半導(dǎo)體管芯總成清洗是否干凈，直接影響半導(dǎo)體二極管的性能。常規(guī)清洗工藝是將晶粒進(jìn)行經(jīng)酸洗處理后，再與引線焊接。焊接過(guò)程中，半導(dǎo)體管芯總成表面又會(huì)吸附錫、銅、銀等重金屬離子以及其它微粒污物，而這些金屬離子和污物會(huì)造成P-N漏電，造成電路結(jié)構(gòu)的短路，降低半導(dǎo)體二極管的工作穩(wěn)定性，故需對(duì)半導(dǎo)體管芯總成表面進(jìn)行進(jìn)一步的清洗處理，以得到潔凈表面。這種清洗方法不僅增加了半導(dǎo)體二極管的制造成本，而且不易完全去除半導(dǎo)體管芯總成表面的重金屬離子。常規(guī)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/過(guò)氧化氫混合溶液進(jìn)行清洗，去除有機(jī)物；再用SC-1清洗，即用1∶1∶5的氨水/雙氧水/去離子水的混合溶液進(jìn)行清洗，去除硅晶片表面的有機(jī)化合物和微粒；再用SC-2清洗，即用1∶1∶6的鹽酸/雙氧水/去離子水混合溶液進(jìn)行清洗，去除金屬離子；最后用DHF清洗，即用1∶99的氫氟酸/去離子水的混合溶液進(jìn)行清洗，去除硅晶片表面自然生成的氧化層，對(duì)半導(dǎo)體管芯總成在不同清洗槽內(nèi)進(jìn)行多次清洗，以除去附著于晶粒表面雜質(zhì)離子和有機(jī)污染物，而這種清洗工藝是針對(duì)硅晶片進(jìn)行酸洗處理。當(dāng)對(duì)于焊接后的半導(dǎo)體管芯總成表面的酸洗處理，因晶粒與引腳焊接過(guò)程中，會(huì)在半導(dǎo)體管芯總成的晶粒表面吸附了大量的重金屬離子，因此這種清洗方法和清洗劑是無(wú)法用簡(jiǎn)單的方法以及低成本去除干凈半導(dǎo)體管芯總成晶粒表面的重金屬離子。而半導(dǎo)體二極管工作時(shí)受溫度影響較大，采用目前清洗方法所制成的半導(dǎo)體二極管其反向電流IR只能控制在5μA左右，半導(dǎo)體二極管的反向截止性能不穩(wěn)定，易被反向電壓擊穿，失去單向?qū)щ娮饔?，故半?dǎo)體二極管的品質(zhì)無(wú)法進(jìn)一步得到提高。另外，采用目前的清洗方法，半導(dǎo)體管芯總成在不同的清洗階段，采用不同的清洗槽，因此需通過(guò)專用的機(jī)構(gòu)對(duì)半導(dǎo)體管芯總成進(jìn)行裝卸，不僅操作煩瑣，而且還增加了輔助生產(chǎn)時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種在操作方便，低成本的前提下，能提高二極管性能的半導(dǎo)體管芯總成去雜質(zhì)離子的清洗方法。
本發(fā)明為達(dá)到上述目的的技術(shù)方案是一種半導(dǎo)體管芯總成去雜質(zhì)離子的清洗方法，其特征在于(1)、將待清洗的半導(dǎo)體管芯總成插置在清洗槽內(nèi)，將腐蝕劑倒入清洗槽內(nèi)，對(duì)半導(dǎo)體管芯總成表面進(jìn)行腐蝕并除去有機(jī)污物，時(shí)間控制在1～10min內(nèi)，斜置清洗槽倒除腐蝕劑，用高壓去離子水快速斜沖洗半導(dǎo)體管芯總成表面；(2)、將前清洗劑倒入清洗槽內(nèi)，去除半導(dǎo)體管芯總成表面的金屬離子和有機(jī)物，并在半導(dǎo)體管芯總成的晶粒表面形成氧化保護(hù)層，清冼時(shí)間控制在1～5min，倒除前清洗劑，用高壓去離子水快速斜沖洗半導(dǎo)體管芯總成表面；(3)、再將后清洗劑倒入清洗槽內(nèi)，去除半導(dǎo)體管芯總成表面的金屬離子及有機(jī)物，時(shí)間控制在1～5min，倒除后清洗劑，用高壓去離子水快速斜沖洗半導(dǎo)體管芯總成表面；(4)、將清洗槽放置在水洗槽內(nèi)，用超聲波清洗，脫水后將半導(dǎo)體管芯總成放置在純度為99.999％的氮?dú)鈿夥障录訜岬?20～150℃進(jìn)行干燥；按體積百分比，上述的腐蝕劑是分析級(jí)或優(yōu)級(jí)純20％～30％的硝酸、20％～30％的氫氟酸、8％～15％的硫酸以及30％～40％的冰乙酸混合溶液，前清洗劑是分析級(jí)或優(yōu)級(jí)純15％～35％的磷酸、15％～35％的雙氧水以及40％～60％的去離子水混合溶液，后清洗劑是分析級(jí)或優(yōu)級(jí)純55％～70％的硫酸、3％～12％的重鉻酸鉀和25％～35％的去離子水混合溶液；或是分析級(jí)或優(yōu)級(jí)純10％～25％的硫酸、10％～25％的硝酸、10％～25％的鹽酸以及40％～55％的去離子水混合溶液。
本發(fā)明采用硝酸、氫氟酸、硫酸和冰乙酸的混合酸作為腐蝕劑，并采用相同體積百分比的硝酸、氫氟酸對(duì)半導(dǎo)體管芯總成的晶粒表面進(jìn)行腐蝕，再通過(guò)腐蝕劑內(nèi)的冰乙酸對(duì)晶粒腐蝕速率進(jìn)行緩沖，均勻地消除晶粒表面加工時(shí)留下的機(jī)械損傷層，使半導(dǎo)體管芯總成的晶粒比較容易和經(jīng)濟(jì)的得到潔凈表面和圓滑的邊緣，以消除尖端放電，提高電性能，同時(shí)通過(guò)該腐蝕劑還清除半導(dǎo)體管芯總成表面附著的有機(jī)物和金屬離子。本發(fā)明再用由磷酸、雙氧水和去離子水構(gòu)成的前清洗液對(duì)半導(dǎo)體管芯總成進(jìn)行清洗，在進(jìn)一步去除半導(dǎo)體管芯總成表面的金屬離子同時(shí)，在半導(dǎo)體管芯總成的晶粒表面立即生成氧化保護(hù)層，即而通過(guò)本發(fā)明化劑配比的后清洗劑，將保護(hù)層外的金屬離子有機(jī)物，尤其是重金屬離子進(jìn)行清除。本發(fā)明由于采用多次酸洗，而且在不同的酸洗過(guò)程中，無(wú)需搬動(dòng)半導(dǎo)體管芯總成，可減少清洗過(guò)程上的污染，而且通過(guò)后清洗劑，進(jìn)一步清洗晶粒保護(hù)層外的重金屬離子，提高半導(dǎo)體二極管的反向截止的穩(wěn)定性，得到高品質(zhì)的半導(dǎo)體二極管，使半導(dǎo)體二極管在一定反向電壓下的反向電流IR可控制在0.05μA以下。本發(fā)明在清洗過(guò)程中，采用一個(gè)清洗槽來(lái)進(jìn)行多次清洗，操作方便，污染少，清洗效率高。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1本發(fā)明半導(dǎo)體管芯總成去雜質(zhì)離子的清洗方法，(1)、將待清洗的半導(dǎo)體管芯總成插裝在清洗槽內(nèi)，將腐蝕劑倒入清洗槽內(nèi)，以下按體積百分比，該腐蝕劑是分析級(jí)或優(yōu)級(jí)純20％～30％的硝酸、20％～30％的氫氟酸、8％～15％的硫酸和30％～40％的冰乙酸混合溶液，時(shí)間控制在1～10min，清洗槽傾斜倒除腐蝕劑，用高壓去離子水噴淋到半導(dǎo)體管芯總成表面，快速斜沖洗半導(dǎo)體管芯總成表面。(2)、清洗槽進(jìn)入下一工位、復(fù)位后，將前清洗劑倒入清洗槽內(nèi)，該前清洗劑是分析級(jí)或優(yōu)級(jí)純15％～35％的磷酸、15％～35％的雙氧水以及40％～60％的去離子水混合溶液，在對(duì)半導(dǎo)體管芯總成表面的金屬離子以及有機(jī)物去除的同時(shí)，在半導(dǎo)體管芯總成的晶粒表面形成磷硅氧化膜作為氧化保護(hù)層，溫度控制在75±5℃，時(shí)間控制在1～5min，將清洗槽傾斜，倒除前清洗劑，用高壓去離子水噴淋的半導(dǎo)體管芯總成表面，快速斜沖洗半導(dǎo)體管芯總成表面。(3)、清洗槽進(jìn)入后一個(gè)工位，復(fù)位后將后清洗劑倒入清洗槽內(nèi)，該后清洗劑由分析級(jí)或優(yōu)級(jí)純55％～70％的硫酸、3％～12％的重鉻酸鉀和25％～35％的去離子水混合溶液，通過(guò)高配比濃度的硫酸以及重鉻酸鉀去除半導(dǎo)體管芯總成晶粒保護(hù)層外的金屬離子和有機(jī)比，該腐蝕劑是分析級(jí)或優(yōu)級(jí)純的20％～30％硝酸、20％～30％氫氟酸、8％～15％硫酸和30％～40％冰乙酸的混合溶液，時(shí)間控制在1～10min，清洗槽傾斜倒除腐蝕劑，用高壓去離子水噴淋到半導(dǎo)體管芯總成表面，快速?zèng)_洗半導(dǎo)體管芯總成表面。(2)、清洗槽進(jìn)入下一工位，并復(fù)位將前清洗劑倒入清洗槽內(nèi)，該前清洗劑是分析級(jí)或優(yōu)級(jí)純的15％～35％磷酸、15％～35％雙氧水以及40％～60％去離子水的混合溶液，在對(duì)半導(dǎo)體管芯總成表面的金屬離子以及有機(jī)物去除的同時(shí)，在半導(dǎo)體管芯總成的晶料表面形成偏磷硅氧化膜作為氧化保護(hù)層，溫度控制在75±5℃，時(shí)間控制在1～5min，將清洗槽傾斜，倒除前清洗劑，用高壓去離子水噴淋到半導(dǎo)體管芯總成表面，快速斜沖洗半導(dǎo)體管芯總成表面。(3)、清洗槽進(jìn)入后一個(gè)工位，復(fù)位后將后清洗劑倒入清洗槽內(nèi)，該后清洗劑由分析級(jí)或優(yōu)級(jí)純10％～25％的硫酸、10％～25％的硝酸、10％～25％的鹽酸和40％～55％的去離子水混合溶液，通過(guò)硫酸和硝酸以及鹽酸的混合酸對(duì)半導(dǎo)體管芯總成表面的金屬離子、尤其是對(duì)重金屬離子去除，并繼續(xù)對(duì)半導(dǎo)體管芯總成表面的有機(jī)物進(jìn)行去除，時(shí)間控制在3～5min，清洗槽傾斜倒除后清洗劑，用高壓去離子水噴淋到半導(dǎo)體管芯總成表面，快速斜沖洗半導(dǎo)體管芯總成表面。(4)、將半導(dǎo)體管芯總成從清洗槽內(nèi)拿出并放置在水洗槽內(nèi)，通過(guò)超聲波振蕩器對(duì)半導(dǎo)體管芯總成進(jìn)行清洗，用異丙醇脫水，將半導(dǎo)體管芯總成放置在純度為99.999％的氮?dú)鈿夥障录訜岬?20～150℃進(jìn)行干燥。
實(shí)施例4本發(fā)明的半導(dǎo)體管芯總成去雜質(zhì)離子的清洗方法，(1)、將待清洗的半導(dǎo)體管芯總成插裝在清洗槽內(nèi)，將腐蝕劑倒入清洗槽內(nèi)，以下按體積百分比，該腐蝕劑是分析級(jí)或優(yōu)級(jí)純23％～28％的硝酸、23％～28％的氫氟酸、10％～12％的硫酸和32％～38％的冰乙酸混合溶液，時(shí)間控制在5～10min，清洗槽傾斜倒除腐蝕劑，用高壓去離子水噴淋到半導(dǎo)體管芯總成表面，快速斜沖洗半導(dǎo)體管芯總成表面。(2)、清洗槽進(jìn)入下一工位，并復(fù)位將前清洗劑倒入清洗槽內(nèi)，該前清洗劑是分析級(jí)或優(yōu)級(jí)純20％～30％的磷酸、20％～30％的雙氧水和40％～50％的去離子水混合溶液，在對(duì)半導(dǎo)體管芯總成表面的金屬離子以及有機(jī)物去除的同時(shí)，在半導(dǎo)體管芯總成的晶粒表面形成偏磷硅氧化膜作為氧化保護(hù)層，溫度控制在75±5℃，時(shí)間控制在3～5min，將清洗槽傾斜，倒除前清洗劑，用高壓去離子水噴淋到半導(dǎo)體管芯總成表物，尤其是去除重金屬離子，時(shí)間控制在1～5min，清洗槽傾斜倒除后清洗劑，用高壓去離子水噴淋的半導(dǎo)體管芯總成表面，快速斜沖洗半導(dǎo)體管芯總成表面。(4)、將清洗槽放置在水洗槽內(nèi)，通過(guò)超聲波振蕩器對(duì)半導(dǎo)體管芯總成進(jìn)行清洗，用異丙醇脫水，將半導(dǎo)體管芯總成放置在純度為99.999％的氮?dú)鈿夥障录訜岬?20～150℃進(jìn)行干燥。上述的操作過(guò)程上，清洗槽為四周邊凸起并向底面圓滑過(guò)渡的凹槽，清洗槽可傾斜45°～70°。
實(shí)施例2本發(fā)明的半導(dǎo)體管芯總成去雜質(zhì)離子的清洗方法，(1)、將待清洗的半導(dǎo)體管芯總成插裝在清洗槽內(nèi)，將腐蝕劑倒入清洗槽內(nèi)，以下按體積百分比，該腐蝕劑是分析級(jí)或優(yōu)級(jí)純23％～28％的硝酸、23％～28％的氫氟酸、10％～12％的硫酸和32％～38％的冰乙酸混合溶液，時(shí)間控制在5～10min，清洗槽傾斜倒除腐蝕劑，用高壓去離子水噴淋到半導(dǎo)體管芯總成表面，快速斜沖洗半導(dǎo)體管芯總成表面。(2)、清洗槽進(jìn)入下一工位，并復(fù)位將前清洗劑倒入清洗槽內(nèi)，該前清洗劑是分析級(jí)或優(yōu)級(jí)純20％～30％的磷酸、20％～30％的雙氧水和40％～50％的去離子水混合溶液，在對(duì)半導(dǎo)體管芯總成表面的金屬離子以及有機(jī)物去除的同時(shí)，在半導(dǎo)體管芯總成的晶粒表面形成偏磷硅氧化膜作為氧化保護(hù)層，溫度控制在75±5℃，時(shí)間控制在3～5min，將清洗槽傾斜，倒除前清洗劑，用高壓去離子水噴淋到半導(dǎo)體管芯總成表面，快速斜沖洗半導(dǎo)體管芯總成表面。(3)、清洗槽進(jìn)入后一個(gè)工位，復(fù)位后將后清洗劑倒入清洗槽內(nèi)，該后清洗劑由分析級(jí)或優(yōu)級(jí)純60％～65％硫酸、5％～10％重鉻酸鉀和28％～32％去離子水的混合溶液，通過(guò)高濃度的硫酸以及重鉻酸鉀去除半導(dǎo)體管芯總成表面的金屬離子，尤其是重金屬離子，并繼續(xù)對(duì)半導(dǎo)體管芯總成表面的有機(jī)物進(jìn)行去除，時(shí)間控制在1～5min，清洗槽傾斜倒除后清洗劑，用高壓去離子水噴淋到半導(dǎo)體管芯總成表面，快速斜沖洗半導(dǎo)體管芯總成表面。(4)、將半導(dǎo)體管芯總成從清洗槽內(nèi)拿出并放置在水洗槽內(nèi)，通過(guò)超聲波振蕩器對(duì)半導(dǎo)體管芯總成進(jìn)行清洗，用異丙醇脫水，將半導(dǎo)體管芯總成放置在純度在99.999％的氮?dú)鈿夥障录訜岬?20～150℃進(jìn)行干燥。
實(shí)施例3本發(fā)明的半導(dǎo)體管芯總成去雜質(zhì)離子的清洗方法，(1)、將待清洗的半導(dǎo)體管芯總成插裝在清洗槽內(nèi)，將腐蝕劑倒入清洗槽內(nèi)，以下按體積百分面，快速斜沖洗半導(dǎo)體管芯總成表面。(3)、清洗槽進(jìn)入后一個(gè)工位，復(fù)位后將后清洗劑倒入清洗槽內(nèi)，該后清洗劑由分析級(jí)或優(yōu)級(jí)純的15％～20％的硫酸、15％～20％的硝酸、15％～20％的鹽酸和45％～50％的去離子水混合溶液，通過(guò)硫酸、硝酸以及鹽酸的混合酸對(duì)半導(dǎo)體管芯總成表面的金屬離子、尤其是對(duì)重金屬離子去除，并繼續(xù)對(duì)半導(dǎo)體管芯總成表面的有機(jī)物進(jìn)行去除，時(shí)間控制在3～5min，清洗槽傾斜倒除后清洗劑，用高壓去離子水噴淋到半導(dǎo)體管芯總成表面，快速斜沖洗半導(dǎo)體管芯總成表面。(4)、將半導(dǎo)體管芯總成從清洗槽內(nèi)拿出并放置在水洗槽內(nèi)，通過(guò)超聲波振蕩器對(duì)半導(dǎo)體管芯總成進(jìn)行清洗，用異丙醇脫水，將半導(dǎo)體管芯總成放置在純度為99.999％的氮?dú)鈿夥障录訜岬?20～150℃進(jìn)行干燥。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體管芯總成去雜質(zhì)離子的清洗方法，其特征在于(1)、將待清洗的半導(dǎo)體管芯總成插置在清洗槽內(nèi)，將腐蝕劑倒入清洗槽內(nèi)，對(duì)半導(dǎo)體管芯總成表面進(jìn)行腐蝕并除去有機(jī)污物，時(shí)間控制在1～10min內(nèi)，斜置清洗槽倒除腐蝕劑，用高壓去離子水快速斜沖洗半導(dǎo)體管芯總成表面；(2)、將前清洗劑倒入清洗槽內(nèi)，去除半導(dǎo)體管芯總成表面的金屬離子和有機(jī)物，并在半導(dǎo)體管芯總成的晶粒表面形成氧化保護(hù)層，清冼時(shí)間控制在1～5min，倒除前清洗劑，用高壓去離子水快速斜沖洗半導(dǎo)體管芯總成表面；(3)、再將后清洗劑倒入清洗槽內(nèi)，去除半導(dǎo)體管芯總成表面的金屬離子及有機(jī)物，時(shí)間控制在1～5min，倒除后清洗劑，用高壓去離子水快速斜沖洗半導(dǎo)體管芯總成表面；(4)、將清洗槽放置在水洗槽內(nèi)，用超聲波清洗，脫水后將半導(dǎo)體管芯總成放置在純度為99.999％的氮?dú)鈿夥障录訜岬?20～150℃進(jìn)行干燥；按體積百分比，上述的腐蝕劑是分析級(jí)或優(yōu)級(jí)純20％～30％的硝酸、20％～30％的氫氟酸、8％～15％的硫酸以及30％～40％的冰乙酸混合溶液，前清洗劑是分析級(jí)或優(yōu)級(jí)純15％～35％的磷酸、15％～35％的雙氧水以及40％～60％的去離子水混合溶液，后清洗劑是分析級(jí)或優(yōu)級(jí)純55％～70％的硫酸、3％～12％的重鉻酸鉀和25％～35％的去離子水混合溶液；或是分析級(jí)或優(yōu)級(jí)純10％～25％的硫酸、10％～25％的硝酸、10％～25％的鹽酸以及40％～55％的去離子水混合溶液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體管芯總成去雜質(zhì)離子的清洗方法，其特征在于所述的清洗槽為四周邊凸起并向底面圓滑過(guò)渡的凹槽，清洗槽可傾斜45°～70°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體管芯總成去雜質(zhì)離子的清洗方法，其特征在于所述的腐蝕劑是23％～28％的硝酸、23％28％的氫氟酸、10％～12％的硫酸以及32％～38％的冰乙酸的混合溶液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體管芯總成去雜質(zhì)離子的清洗方法，其特征在于所述的前清洗劑是20％～30％的磷酸、20％～30％的雙氧水以及40％～50％的去離子水混合溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體管芯總成去雜質(zhì)離子的清洗方法，其特征在于所述的后清洗劑是60％～65％的硫酸、5％～10％的重鉻酸鉀和28％～32％的去離子水混合溶液。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體管芯總成去雜質(zhì)離子的清洗方法，其特征在于所述的后清洗劑是15％～20％的硫酸、15％～20％的硝酸、15％～20％的鹽酸和45％～50％的去離子水混合溶液。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體管芯總成去雜質(zhì)離子的清洗方法，將待清洗的半導(dǎo)體管芯總成插置在清洗槽內(nèi)，將腐蝕劑倒入清洗槽內(nèi)，對(duì)其表面進(jìn)行腐蝕并除去有機(jī)污物，時(shí)間控制在1～10min內(nèi)，斜置清洗槽倒除腐蝕劑，用去離子水快速斜沖洗半導(dǎo)體管芯總成；將前清洗劑倒入清洗槽內(nèi)，去除其表面的金屬離子和有機(jī)物，在半導(dǎo)體管芯總成的硅界面形成氧化層，清冼時(shí)間控制在1～5min，倒除前清洗劑，用去離子水快速?zèng)_洗其表面；再將后清洗劑倒放清洗槽內(nèi)，去除其表面的重金屬離子及有機(jī)物，時(shí)間控制在1～5min，倒除后清洗劑，用去離子水快速?zèng)_洗表面；再通過(guò)超聲波進(jìn)行清洗和干燥。本發(fā)明操作方便，在低成本的前提下，能提高半導(dǎo)體二極管的性能。
文檔編號(hào)H01L21/00GK101017772SQ20071002043
公開(kāi)日2007年8月15日 申請(qǐng)日期2007年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月27日
發(fā)明者呂全亞, 張心波, 張國(guó)榮 申請(qǐng)人:江蘇佳訊電子有限公司, 常州新區(qū)佳訊電子器材有限公司, 常州久和電子有限公司