半導(dǎo)體晶片表面真空鍍膜工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種半導(dǎo)體晶片表面真空鍍膜工藝，其將半導(dǎo)體晶片表面清潔干凈后，將半導(dǎo)體晶片放入真空濺射爐中，抽真空至1～10?1Pa，先采用30～60%的電流對(duì)半導(dǎo)體晶片進(jìn)行離子轟擊清洗，轟擊完成后抽真空至5*10?2～5*10?3Pa通入氬氣，而后啟動(dòng)鎳靶濺射70～90min完成鍍鎳，鍍鎳完成后啟動(dòng)錫靶濺射30～45min完成鍍錫，其中鍍鎳功率為6～8 kW，離子轟擊電流為13～18A。本發(fā)明采用真空鍍膜工藝對(duì)半導(dǎo)體晶片進(jìn)行表面鍍膜，在保證鍍層與晶片之間結(jié)合力的同時(shí)完全避免電鍍過(guò)程中產(chǎn)生的廢液排放對(duì)環(huán)境造成的嚴(yán)重污染，同時(shí)可防治晶片破裂，提高成品率。
【專利說(shuō)明】
半導(dǎo)體晶片表面真空鍍膜工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體晶片加工工藝領(lǐng)域，尤其涉及半導(dǎo)體晶片表面真空鍍膜工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體晶片的制備過(guò)程包括稱量一恪煉一拉晶一切片(晶片)一測(cè)量一噴涂電鏈一切粒一晶粒篩選一上導(dǎo)流片一點(diǎn)錫一擺模一合模一焊片一焊線一檢測(cè)等工序。半導(dǎo)體晶粒需要N、P型相間焊接成串聯(lián)電路才能產(chǎn)生大的致冷量，由于半導(dǎo)體材料直接焊錫難度很高，通常需要預(yù)先在制冷材料表面噴涂鎳再電鍍鎳錫。噴涂的鎳層與半導(dǎo)體材料的結(jié)合力很強(qiáng)，電鍍的鎳錫層與噴涂的鎳層結(jié)合力也很強(qiáng)，電鍍的鎳錫層又極易焊錫，因此通過(guò)噴涂電鍍工序保證了焊接的可靠性。
[0003]雖然噴涂電鍍工序使半導(dǎo)體材料易于焊錫，但如果晶片厚度在Imm以下，進(jìn)行電鍍前的噴鎳工序時(shí)，在高溫高壓的鎳流作用下晶片極易碎裂，同時(shí)電鍍法產(chǎn)生的廢液排放會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，為環(huán)保部門嚴(yán)格限制的工藝方法。為保護(hù)環(huán)境，拓寬產(chǎn)品種類，實(shí)現(xiàn)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，亟需對(duì)現(xiàn)有的半導(dǎo)體晶片表面處理工藝進(jìn)行改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種環(huán)保、穩(wěn)定的半導(dǎo)體晶片表面處理工藝。
[0005]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是:一種半導(dǎo)體晶片表面真空鍍膜工藝，其包括以下步驟:
1)半導(dǎo)體晶片表面預(yù)清洗，以去除半導(dǎo)體晶片表面油污和碎肩；
2)酸洗:將預(yù)清洗過(guò)的晶片放置于濃度為3?5%的酸溶液中清洗I?2min，以去除晶片表面氧化物；
3)將酸洗后的半導(dǎo)體晶片于50?60°C的溫水中漂洗并烘干；
4)真空鍍膜:將半導(dǎo)體晶片放入真空濺射爐中，抽真空至I?10—1Pa,先采用30?60%的電流對(duì)半導(dǎo)體晶片進(jìn)行離子轟擊清洗，離子轟擊清洗完成后抽真空至5*10—3Pa通入氬氣，而后啟動(dòng)鎳靶濺射70?90min完成鍍鎳，鍍鎳完成后啟動(dòng)錫靶濺射30?45min完成鍍錫，其中鍍鎳功率為6?8 kW，離子轟擊電流為13?18A;鍍錫功率為5?6.5 kW，離子轟擊電流為8?10A。功率太小、時(shí)間太短會(huì)導(dǎo)致鍍層太薄、抗拉強(qiáng)度不足，達(dá)不到鍍層與晶片之間結(jié)合力要求;反之功率太大，時(shí)間太長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致鍍層太厚，鍍層與晶片之間應(yīng)力增大，使鍍層脫離晶片表面，同時(shí)真空濺射所配置的靶材損耗嚴(yán)重，增加生產(chǎn)成本。
[0006]為了達(dá)到更好的技術(shù)效果，本發(fā)明的技術(shù)方案還可以做如下改進(jìn):
1、所述步驟I)中半導(dǎo)體晶片表面預(yù)清洗為將半導(dǎo)體晶片經(jīng)若干次超聲波清洗后烘干，而后采用金屬凈洗劑對(duì)半導(dǎo)體晶片進(jìn)行超聲波精洗并漂干。
[0007]2、所述步驟2 )中的酸溶液為硫酸、草酸或鹽酸中的一種。
[0008]本發(fā)明采用真空鍍膜工藝對(duì)半導(dǎo)體晶片進(jìn)行表面真空濺射鍍膜，在保證鍍層與晶片之間結(jié)合力的同時(shí)完全避免電鍍過(guò)程中產(chǎn)生的廢液排放對(duì)環(huán)境造成的嚴(yán)重污染，同時(shí)可防治晶片破裂，提尚成品率。
【具體實(shí)施方式】
[0009]以下對(duì)本發(fā)明較佳實(shí)施例做詳細(xì)描述。
[0010]實(shí)施例1:
一種半導(dǎo)體晶片表面真空鍍膜工藝，其包括以下步驟:
1)半導(dǎo)體晶片表面預(yù)清洗，將半導(dǎo)體晶片經(jīng)若干次超聲波清洗后烘干，而后采用金屬凈洗劑對(duì)半導(dǎo)體晶片進(jìn)行超聲波精洗并烘干，以去除晶片表面油污和碎肩；
2)酸洗:將預(yù)清洗過(guò)的晶片放置于濃度為4%的鹽酸溶液中清洗lmin，以去除晶片表面氧化物；
3)將酸洗后的半導(dǎo)體晶片于60°C的溫水中漂洗并烘干；
4)真空鍍膜，將半導(dǎo)體晶片放入真空濺射爐中，抽真空至0.5Pa，先對(duì)半導(dǎo)體晶片進(jìn)行離子轟擊清洗，離子轟擊清洗完成后抽真空至5*10—2?5*10—3Pa通入氬氣，而后啟動(dòng)鎳靶濺射70min完成鍍鎳，鍍鎳完成后啟動(dòng)錫靶濺射30min完成鍍錫，其中鍍鎳功率為6 kW，離子轟擊電流為18A;鍍錫功率為6.5 kW，離子轟擊電流為10A。
[0011]真空鍍膜完成后，對(duì)成品的鍍層與晶片之間結(jié)合力進(jìn)行檢測(cè)，拉力大于3kg/mm2，為易于焊錫的合格鍍膜產(chǎn)品。
[0012]實(shí)施例2
一種半導(dǎo)體晶片表面真空鍍膜工藝，其包括以下步驟:
1)半導(dǎo)體晶片表面預(yù)清洗，將半導(dǎo)體晶片經(jīng)若干次超聲波清洗后烘干，而后采用金屬凈洗劑對(duì)半導(dǎo)體晶片進(jìn)行超聲波精洗并烘干，以去除晶片表面油污和碎肩；
2)酸洗:將預(yù)清洗過(guò)的晶片放置于濃度為3%的鹽酸溶液中清洗lmin，以去除晶片表面氧化物；
3)將酸洗后的半導(dǎo)體晶片于50°C的溫水中漂洗并烘干；
4)真空鍍膜，將半導(dǎo)體晶片放入真空濺射爐中，抽真空至10—1Pa,先對(duì)半導(dǎo)體晶片進(jìn)行離子轟擊清洗，離子轟擊清洗完成后抽真空至5*10—3Pa通入氬氣，而后啟動(dòng)鎳靶濺射90min完成鍍鎳，鍍鎳完成后啟動(dòng)錫靶濺射40min完成鍍錫，其中鍍鎳功率為6 kW，離子轟擊電流為13A;鍍錫功率為5 kW，離子轟擊電流為8.5A。
[0013]真空鍍膜完成后，對(duì)成品的鍍層與晶片之間結(jié)合力進(jìn)行檢測(cè)，拉力大于3kg/mm2，為易于焊錫的合格鍍膜產(chǎn)品。
[0014]實(shí)施例3
一種半導(dǎo)體晶片表面真空鍍膜工藝，其包括以下步驟:
1)半導(dǎo)體晶片表面預(yù)清洗，將半導(dǎo)體晶片經(jīng)若干次超聲波清洗后烘干，而后采用金屬凈洗劑對(duì)半導(dǎo)體晶片進(jìn)行超聲波精洗并烘干，以去除晶片表面油污和碎肩；
2)酸洗:將預(yù)清洗過(guò)的晶片放置于濃度為3%的鹽酸溶液中清洗2min，以去除晶片表面氧化物；
3)將酸洗后的半導(dǎo)體晶片于55°C的溫水中漂洗并烘干；
4)真空鍍膜，將半導(dǎo)體晶片放入真空濺射爐中，抽真空至IPa，先采對(duì)半導(dǎo)體晶片進(jìn)行離子轟擊清洗，離子轟擊清洗完成后抽真空至5*10—2Pa通入氬氣，而后啟動(dòng)鎳靶濺射SOmin完成鍍鎳，鍍鎳完成后啟動(dòng)錫靶濺射45min完成鍍錫，其中鍍鎳功率為8 kW，離子轟擊電流為15A;鍍錫功率為6 kW，離子轟擊電流為8A。
[0015]真空鍍膜完成后，對(duì)成品的鍍層與晶片之間結(jié)合力進(jìn)行檢測(cè)，拉力大于3kg/mm2，為易于焊錫的合格鍍膜產(chǎn)品。
[0016]本發(fā)明限定鍍鎳時(shí)間為70?90min，功率為6?8 kff，鍍錫時(shí)間為30?45min，功率為5?6.5 kW。若功率太小、時(shí)間太短會(huì)導(dǎo)致鍍層太薄、抗拉強(qiáng)度不足，達(dá)不到鍍層與晶片之間結(jié)合力要求;反之功率太大，時(shí)間太長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致鍍層太厚，鍍層與晶片之間應(yīng)力增大，使鍍層脫離晶片表面，同時(shí)真空濺射所配置的靶材損耗嚴(yán)重，增加生產(chǎn)成本。
[0017]本發(fā)明通過(guò)對(duì)半導(dǎo)體晶片進(jìn)行表面真空濺射鍍膜，在保證鍍層與晶片之間結(jié)合力的同時(shí)完全避免電鍍過(guò)程中產(chǎn)生的廢液排放對(duì)環(huán)境造成的嚴(yán)重污染；由于真空鍍膜過(guò)程中晶片不受任何外力，晶片不會(huì)破裂，因此除了能提高成品率還可以用于制造晶片厚度在1_以下的半導(dǎo)體制冷片，進(jìn)一步拓展了產(chǎn)品種類，擴(kuò)大了產(chǎn)品的應(yīng)用范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種半導(dǎo)體晶片表面真空鍍膜工藝，其特征在于:其包括以下步驟: 半導(dǎo)體晶片表面預(yù)清洗，以去除半導(dǎo)體晶片表面油污和碎肩； 酸洗:將預(yù)清洗過(guò)的晶片放置于濃度為3?5%的酸溶液中清洗I?2min，以去除晶片表面氧化物； 將酸洗后的半導(dǎo)體晶片于50°C?60°C的溫水中漂洗并烘干； 真空鍍膜，將半導(dǎo)體晶片放入真空濺射爐中，抽真空至I?10—1Pa,先采用30?60%的電流對(duì)半導(dǎo)體晶片進(jìn)行離子轟擊清洗，離子轟擊清洗完成后抽真空至5*10—2?5*10—3Pa通入氬氣，而后啟動(dòng)鎳靶濺射70?90min完成鍍鎳，鍍鎳完成后啟動(dòng)錫靶濺射30?45min完成鍍錫，其中鍍鎳功率為6?8 kW，離子轟擊電流為13?18A;鍍錫功率為5?6.5 kW，離子轟擊電流為8?1A。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體晶片表面真空鍍膜工藝，其特征在于:所述步驟I)中半導(dǎo)體晶片表面預(yù)清洗為將半導(dǎo)體晶片經(jīng)若干次超聲波清洗后烘干，而后采用金屬凈洗劑對(duì)半導(dǎo)體晶片進(jìn)行超聲波精洗并烘干。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體晶片表面真空鍍膜工藝，其特征在于:所述步驟2)中的酸溶液為硫酸、草酸或鹽酸中的一種。
【文檔編號(hào)】C23C14/34GK106048543SQ201610384640
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年6月2日
【發(fā)明人】阮秀滄
【申請(qǐng)人】泉州市依科達(dá)半導(dǎo)體致冷科技有限公司