一種晶體硅濕法氧化工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種晶體硅濕法氧化工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的晶體硅刻蝕及氧化工藝流程，包括以下幾個步驟:上料-濕法刻邊-噴淋漂洗1-堿洗-噴淋漂洗2 -去磷硅玻璃-噴淋漂洗3 -濕法氧化-噴淋漂洗4 -干燥-下料。存在的問題是由于殘留的磷硅玻璃等，污染氧化化學(xué)藥液，導(dǎo)致鈍化效果不好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種新的氧化化學(xué)溶液配方，通過更改去磷硅片工藝步驟順序，減少殘留的磷硅玻璃等對氧化化學(xué)藥液的影響確保氧化鈍化效果。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:
一種晶體硅濕法氧化工藝，其特征是:依次包括以下步驟:
(1)上料:將晶體硅片放入在線式濕化學(xué)設(shè)備軌道；
(2)去磷硅玻璃:在室溫條件下，將晶體硅片浸泡于HF溶液，去除晶體硅兩面及各邊的磷硅玻璃；
(3)噴淋漂洗:純水噴淋漂洗；
(4)邊緣刻蝕:用由HF酸、HNO3酸、H2S04酸組成的刻蝕溶液進行邊緣刻蝕；
(5)噴淋漂洗:純水噴淋漂洗；
(6)堿洗:去多孔硅，中和酸；
(7)噴淋漂洗:純水噴淋漂洗；
(8)濕法氧化:采用氧化化學(xué)溶液進行氧化處理；
(9)噴淋漂洗:純水噴淋漂洗；
(10)干燥:高溫壓縮空氣干燥；
(11)下料，準(zhǔn)備流入下道工序。
[0005]步驟(2)中，在室溫條件下，將晶體硅片浸泡于濃度為1%?10%的HF溶液，去除晶體硅兩面及各邊的磷硅玻璃，表面為疏水狀態(tài)。
[0006]步驟(3)中，在室溫條件下，循環(huán)水由噴灑管注入，漂洗去除磷硅玻璃殘留及HF酸。
[0007]步驟(5)中，在室溫條件下，循環(huán)水由噴灑管注入，漂洗去除HF酸、HNO3酸、H2SO4酸殘留。
[0008]步驟(6 )中，在溫度20 °C?25 °C的條件下，用0.1%?6%的KOH溶液，去多孔硅，中和前道的酸，處理時間為10秒?60秒。
[0009]步驟(8)中，氧化化學(xué)溶液由下列質(zhì)量百分比的成分混合組成，氯氣O?1% ;次氯酸O?3% ;氯酸O?1% ;鹽酸O?20% ;雙氧水O?3% ;臭氧O?2% ;含氟表面活性劑全氟癸烯對氧苯磺酸鉀鹽O?0.5% ；陰離子表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉O?0.5% ;余量為水；氧化處理時，將上述氧化化學(xué)溶液與純水按體積比1:1?20混合使用，氧化處理時間為5秒?90秒。
[0010]氧化化學(xué)溶液由下列質(zhì)量百分比的成分混合組成，氯氣0.1?1% ;次氯酸0.1?3% ;氯酸0.1?1% ;鹽酸0.1?20% ;雙氧水0.1?3% ;臭氧0.1?2% ;含氟表面活性劑全氟癸烯對氧苯磺酸鉀鹽0.1?0.5% ;陰離子表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉0.1?0.5% ;余量為水。
[0011]步驟(10)中，通過30°C?80°C的壓縮空氣干燥硅片表面。
[0012]步驟(4)中，刻蝕溶液中HF的濃度為1%?10%，HN03的濃度為10%?30%，H2SO4的濃度為10%?30%，余量為純水，處理時間為60秒?130秒。
[0013]本發(fā)明晶體硅片通過濕法氧化工藝，完成氧化過程，制備出均勻的具有很好鈍化效果的二氧化硅膜。
[0014]本發(fā)明確保濕法氧化其鈍化效果，后期可進行熱處理或者退火等工藝。
[0015]本發(fā)明提供一種新的氧化化學(xué)溶液配方，具有合理的設(shè)計工藝步驟，減少殘留的磷硅玻璃等對氧化化學(xué)藥液的影響，確保氧化鈍化效果，工藝成本低，設(shè)備要求簡單。
[0016]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明。
【具體實施方式】
[0017]實施例1
一種晶體硅濕法氧化工藝，依次包括以下幾個步驟:
(1)上料:將晶體硅片放入在線式濕化學(xué)設(shè)備軌道；
(2)去磷硅玻璃:在室溫條件下，將晶體硅片浸泡于濃度為1%?10%(例1%、5%、10%)的HF溶液，處理時間為20秒?90秒(例20秒、60秒、90秒)，去除晶體硅兩面及各邊的磷硅玻璃，表面為疏水狀態(tài)；
(3)噴淋漂洗1:純水噴淋漂洗，在室溫條件下，循環(huán)水由噴灑管(上方和下方獨立)注入，漂洗去除磷硅玻璃殘留及HF酸；
(4)邊緣刻蝕:用HF酸，HNO3酸，H2SO4酸組成的刻蝕溶液，刻蝕溶液中HF的濃度為1%?10%(例 1%、5%、10%)，順03的濃度為 10% ?30%(例 10%,20%,30%)，H2SOj^濃度為 10% ?30%(例10%,20%,30%)，余量為純水，處理時間為60秒?130秒(例60秒、100秒、130秒)；具有去掉硅片背面及周邊p-n結(jié)的作用；
(5)噴淋漂洗2:純水噴淋漂洗，在室溫條件下，循環(huán)水由噴灑管(上方和下方獨立)注入，漂洗去除HF酸，HNO3酸，H #04酸等殘留；
(6)堿洗:在溫度20。。?250C(例20°C、22°C、25°C)的條件下，用0.1%?6%(例0.1%、3%、6%)的KOH溶液，去多孔硅，中和前道的酸，處理時間為10秒?60秒(例10秒、30秒、60秒)；
(7)噴淋漂洗3:純水噴淋漂洗，在室溫條件下，循環(huán)水由噴灑管(上方和下方獨立)注入，漂洗去除堿及金屬離子；
(8)濕法氧化:采用氧化化學(xué)溶液進行氧化處理；氧化化學(xué)溶液有下列質(zhì)量百分比的成分混合組成:氯氣0.1% ;次氯酸2% ;氯酸1% ;鹽酸10% ;雙氧水0.1% ;臭氧1% ;含氟表面活性劑全氟癸烯對氧苯磺酸鉀鹽0.1% ;陰離子表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉0.3% ;余量為水；氧化處理時，將上述氧化化學(xué)溶液與純水按體積比1:1?20 (例1: 1、1:10、1:20)混合使用，氧化處理時間為5秒?90秒(例5秒、50秒、90秒)，生長不同厚度的均勻的氧化層；
(9)噴淋漂洗4:純水噴淋漂洗，在室溫條件下，循環(huán)水由噴灑管(上方和下方獨立)注入，漂洗去除氧化化學(xué)藥液殘留；
(10)干燥:通過30°C?80°C(例30°C、50°C、80°C)的壓縮空氣干燥硅片表面，不影響下道工序工藝效果；
(11)下料，晶體硅片通過濕法氧化工藝，完成氧化過程，制備出均勻的具有很好鈍化效果的二氧化硅膜，準(zhǔn)備流入下道工序；
為確保濕法氧化其鈍化效果，后期還可進行熱處理或者退火等工藝。
[0018]實施例2
氧化化學(xué)溶液有下列質(zhì)量百分比的成分混合組成:氯氣0.5% ;次氯酸3% ;氯酸0.1% ;鹽酸20% ;雙氧0.1% ;臭氧1% ;含氟表面活性劑全氟癸烯對氧苯磺酸鉀鹽0.3% ;陰離子表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉0.5%。其余同實施例1。
[0019]實施例3:
氧化化學(xué)溶液有下列質(zhì)量百分比的成分混合組成:氯氣1% ;次氯酸0.1% ;氯酸0.5% ;鹽酸1% ;雙氧水3% ;臭氧2% ;含氟表面活性劑全氟癸烯對氧苯磺酸鉀鹽0.5% ;陰離子表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉0.1%。其余同實施例1。
[0020]實施例4:
氧化化學(xué)溶液有下列質(zhì)量百分比的成分混合組成:次氯酸1.5% ;氯酸O?1% ;鹽酸13% ;雙氧水1% ;含氟表面活性劑全氟癸烯對氧苯磺酸鉀鹽0.5%。其余同實施例1。
【主權(quán)項】
1.一種晶體硅濕法氧化工藝，其特征是:依次包括以下步驟: (1)上料:將晶體硅片放入在線式濕化學(xué)設(shè)備軌道； (2)去磷硅玻璃:在室溫條件下，將晶體硅片浸泡于HF溶液，去除晶體硅兩面及各邊的磷硅玻璃； (3)噴淋漂洗:純水噴淋漂洗； (4)邊緣刻蝕:用由HF酸、HNO3酸、H2S04酸組成的刻蝕溶液進行邊緣刻蝕； (5)噴淋漂洗:純水噴淋漂洗； (6)堿洗:去多孔硅，中和酸； (7)噴淋漂洗:純水噴淋漂洗； (8)濕法氧化:采用氧化化學(xué)溶液進行氧化處理； (9)噴淋漂洗:純水噴淋漂洗； (10)干燥:高溫壓縮空氣干燥； (11)下料，準(zhǔn)備流入下道工序。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體硅濕法氧化工藝，其特征是:步驟(2)中，在室溫條件下，將晶體硅片浸泡于濃度為1%?10%的HF溶液，去除晶體硅兩面及各邊的磷硅玻璃，表面為疏水狀態(tài)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或所述的一種晶體硅濕法氧化工藝，其特征是:步驟(3)中，在室溫條件下，循環(huán)水由噴灑管注入，漂洗去除磷硅玻璃殘留及HF酸。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶體硅濕法氧化工藝，其特征是:步驟(5)中，在室溫條件下，循環(huán)水由噴灑管注入，漂洗去除HF酸、HNO3酸、H #04酸殘留。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶體硅濕法氧化工藝，其特征是:步驟(6)中，在溫度20°C?25°C的條件下，用0.1%?6%的KOH溶液，去多孔硅，中和前道的酸，處理時間為10秒?60秒。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶體硅濕法氧化工藝，其特征是:步驟(8)中，氧化化學(xué)溶液由下列質(zhì)量百分比的成分混合組成，氯氣O?1% ;次氯酸O?3% ;氯酸O?1% ;鹽酸O?20% ;雙氧水O?3% ;臭氧O?2% ;含氟表面活性劑全氟癸烯對氧苯磺酸鉀鹽O?0.5% ；陰離子表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉O?0.5% ;余量為水；氧化處理時，將上述氧化化學(xué)溶液與純水按體積比1:1?20混合使用，氧化處理時間為5秒?90秒。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種晶體硅濕法氧化工藝，其特征是:氧化化學(xué)溶液由下列質(zhì)量百分比的成分混合組成，氯氣0.1?1% ;次氯酸0.1?3% ;氯酸0.1?1% ;鹽酸0.1?20% ;雙氧水0.1?3% ;臭氧0.1?2% ;含氟表面活性劑全氟癸烯對氧苯磺酸鉀鹽0.1?0.5% ;陰離子表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉0.1?0.5% ;余量為水。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶體硅濕法氧化工藝，其特征是:步驟(10)中，通過30°C?80°C的壓縮空氣干燥硅片表面。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶體硅濕法氧化工藝，其特征是:步驟(4)中，刻蝕溶液中HF的濃度為1%?10%，HN03的濃度為10%?30%，H2SOj^濃度為10%?30%，余量為純水，處理時間為60秒?130秒。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種晶體硅濕法氧化工藝，提供一種新的氧化化學(xué)溶液組分，通過更改去磷硅片工藝步驟順序(依次包括上料、去磷硅玻璃、噴淋漂洗、邊緣刻蝕、噴淋漂洗、堿洗、噴淋漂洗、濕法氧化、噴淋漂洗、干燥、下料等步驟)。本發(fā)明提供氧化化學(xué)溶液配方，合理的設(shè)計工藝，減少殘留的磷硅玻璃等對氧化化學(xué)藥液的影響，確保氧化鈍化效果。
【IPC分類】H01L21/316, H01L21/31
【公開號】CN104934315
【申請?zhí)枴緾N201510364840
【發(fā)明人】沈?qū)? 趙福祥, 朱敏杰, 徐世永, 金起弘
【申請人】韓華新能源（啟東）有限公司
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年6月29日