[發明專利]半導體硅平板芯片臺面旋轉腐蝕酸及臺面旋轉腐蝕工藝

有效

• 申請號: 201410538163.5
• 申請日: 2014-10-13
• 公開（公告）號: CN104388935A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 洪忠健;徐瑛
• 申請（專利權）人: 黃山市晨曦電器有限公司
• 主分類號: C23F1/26
• 分類號: C23F1/26;C23F1/02;H01L21/02
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

本發明涉及半導體硅功率平板芯片制造領域，具體是一種半導體硅平板芯片臺面旋轉腐蝕酸及臺面旋轉腐蝕工藝。

背景技術

平板芯片的外形可（或近似）看作一個“圓臺體”，該圓臺上、下表面分別為芯片的陰、陽極面。陰極表面通常為一層鋁膜（由真空鍍膜工藝將純鋁與硅鍵合而生成）；陽極為一扁平的圓柱體金屬鉬片。陰、陽極表面與外部電源線以“壓接”方式相連。該圓臺的側面為裸露的PN結面（半導體工藝術語叫芯片臺面），側面與陽極面成一小于90°夾角，形成該夾角的工藝稱為芯片臺面造型（俗稱磨角）。磨角由勻速轉動的磨角頭、金剛砂、機械手(或人手工)配合完成。磨角的目的是為了芯片能有更高的阻斷電壓能力，磨角過程中芯片被磨部分表面（芯片臺面）難免存在劃痕，劃痕的存在會使芯片的阻斷電壓能力降得很低。消除劃痕最有效的辦法是對芯片的臺面進行化學腐蝕。

目前幾種常見的平板芯片臺面腐蝕工藝有以下幾種：

⑴、傳統的平板芯片臺面腐蝕工藝：

工藝流程：用已溶化的真空封蠟均勻的涂在平板芯片被磨部分以外的部分→烘干（80℃）→平板芯片平放排列在塑料花籃底部→塑料花籃底部浸泡在混合酸液（硝酸﹕氫氟酸﹕冰乙酸=2-6﹕1﹕1）中，且要保證平放在塑料花籃底部的芯片被浸沒→輕晃塑料花籃,?平板芯片臺面被腐蝕→提起塑料花籃→去離子水沖洗→烘干→特性檢驗→合格品（不合格品返回前面及其后續工序）→涂硅橡膠保護臺面→烘干→二甲苯中溶去真空封蠟→丙酮中清洗溶有真空封蠟的二甲苯殘液→去離子水沖洗→酒精脫水→烘干→特性檢驗→合格品入庫。

⑵、酸流噴射臺面旋轉腐蝕工藝：

酸流噴射臺面旋轉腐蝕工藝是利用旋轉腐蝕機對平板芯片臺面進行腐蝕的一種工藝，旋轉腐蝕機主要結構原理如圖1所示，圖1中D1、D2為噴水嘴，D3為噴酸嘴，D4、D5為噴氣嘴，S1、S2、S3、S4、S5為自控閥門。

腐蝕過程中，直流調速電機帶動芯片卡座及芯片勻速轉動，噴酸嘴D3向平板芯片的臺面噴射出直徑1㎜左右（直徑可調）的混合酸流，對平板芯片的臺面進行腐蝕。常見的酸流噴射臺面旋轉腐蝕工藝技術為下列三種：

1）、真空封蠟保護陰、陽極酸流噴射臺面旋轉腐蝕工藝：

工藝流程：用已溶化的真空封蠟均勻的涂在平板芯片被磨部分以外的部分→烘干（80℃）→平板芯片水平固定在芯片座上→設定腐蝕時間、啟動旋轉腐蝕機、平板芯片隨底座轉動→噴液嘴向平板芯片臺面噴射混合酸液（硝酸﹕氫氟酸﹕冰乙酸=2-6﹕1﹕1）→平板芯片臺面被腐蝕→芯片臺面腐蝕結束→噴水嘴向芯片噴去離子水沖洗→噴水結束，自動甩干→特性檢驗→合格品（不合格品返回前面及其后續工序）→涂硅橡膠保護臺面→烘干→二甲苯中溶去真空封蠟→丙酮中清洗二甲苯、真空封蠟殘液→去離子水沖洗→酒精脫水→烘干→特性檢驗→合格品包裝入庫。

2）、噴N2、水分別保護陰、陽極酸流噴射臺面旋轉腐蝕工藝：

工藝流程：平板芯片水平固定在芯片座上→設定腐蝕時間、啟動旋轉腐蝕機、平板芯片隨底座轉動→噴氣嘴向平板芯片陰極面噴N2保護陰極面，同時芯片底部噴水嘴向芯片陽極噴水保護陽極鉬片→噴液嘴向平板芯片臺面噴射混合酸液（硝酸﹕氫氟酸﹕冰乙酸=2-6﹕1﹕1）→平板芯片臺面被腐蝕→芯片臺面腐蝕結束→噴水嘴向芯片噴去離子水沖洗→噴水結束，自動甩干→特性檢驗→合格品（不合格品返回起始工序）→涂硅橡膠保護臺面→烘干→特性檢驗→合格品包裝入庫。

3）、保護罩保護陰、陽極酸流噴射臺面旋轉腐蝕工藝：

株洲南車時代電氣股份有限公司發明了一種保護罩，該裝置能將平板芯片臺面以外的表面保護起來不受噴射的酸液濺浸（專利號CN101123173A），工藝流程與上述“工藝②”?類似，但省去了“向平板芯片陽極噴水保護陽極鉬片、向平板芯片陰極面噴N2保護陰極面”?等工藝設計。

以上幾種平板芯片臺面腐蝕工藝的共同點是:?腐蝕前,?先對平板芯片臺面以外的部分(陰極鋁膜和陽極鉬片)加以保護,?以免腐蝕過程中受酸侵。

以上幾種平板芯片臺面腐蝕工藝相比,三種酸流噴射臺面旋轉腐蝕工藝中，無論哪種工藝均比傳統的平板芯片臺面腐蝕工藝節省混合酸液，因為旋轉腐蝕只對需腐蝕的臺面噴射酸流，而傳統腐蝕工藝要將平板芯片整體浸沒在酸液中，旋轉腐蝕工藝在收獲環保效益的同時也使平板芯片的制造成本得到了降低。