Способ изготовления полупроводниковых кристаллов

 

Использование в микроэлектронике в частности для разделения полупроводниковых пластин на кристаллы Сущность изобретения на поверхность полупроводниковой пластины со сформированными структурами наносят последовательно слой небпр $%; породного металла VI - VIII группы толщиной 02 - 25 мкм и слой металла III - IV группы толщиной 10 - 300 мкм и после разделения пластины механическим путем на кристаллы и обработки боковой поверхности кристалла в травителе удаляют слой верхнего металла химическим путем 2 зпф-лы 1 табл

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

K ПАТЕНТУ

Комитет Роеспйст ой Федерации ио пдтеитвм н товарнтпм знакам (21) 5028382/25 (22) 24.02.92 (46) 15.10.93 Бюл М 37 — 38 (76) Коломицкий Николай Григорьевич; Астапов Борис Александрович (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ КРИСТАЛЛОВ (57) Использование: в микроэлектронике, в частнос— ти для разделения попупроводниковых пластин на кристаллы Сущность изобретения: на поверхность (1Ж) И (11) 20П467 С1 (Я) 5 H 01 12 178 полупроводниковой пластины со сформированными структурами наносят последовательно спой небпфз ":,ф-i городного металла VI — ЧШ группы толщиной 0,2—

2,5 мкм и слой металла III — IV группы толщиной 10 — 30,0 мкм и после разделения пластины механическим путем на кристаллы и обработки боковой поверхности кристалла в травителе удаляют слой верхнего металла химическим путем 2 эпф-пы, 1 табл

2001467

Изобретение относится к изготовлению полупроводниковых приборов, в частности к разделению полупроводниковых (и/и) пластин на отдельные кристаллы, Известен способ разделения пlп пластин на кристаллы, включающий нанесение на поверхность слоя никеля и ниэкотемпературного припоя,:1 урЭйбирование алмазной иглой и ломкой на кристаллы, При данном способе разделения выход годных приборов высоковольтной группы незначителен из- эа большой дефектности боковой поверхности кристаллов, возникающей при скрайбировании и ломке пластин, Наиболее близким по своей технической сущности является способ разделения пластин, включающий нанесение на поверхность пlп пластин металла омического контакта, например ванадия. На поверхность ванадия наносят слой золота, пластину разделяют механическим путем на кристаллы с последующей промывкой в химическомтравителе с целью удаления разрушенного слоя боковой поверхности кристалла. Получают кристаллы высоковольтной группы с хорошим выходом. Недостатком данного способа является использование драгоценного металла-золота, Целью изобретения является получение и/и кристаллов, применяемых в производстве высоковольтных приборов. без использования дорогих благородных металлов, Это достигаетсчя тем. что на поверхность пlп пластины наносят любым способом слой неблагородного металла Vl-Vill группы или их сплавы, на которой наносят также любым способом второй слой металла главной подгруппы III-IV группы, Пластину разделяют на отдельные кристаллы механическим путем, кристаллы промывают в химическом травителе для снятия разрушенного слоя боковой поверхности кристалла и верхний слой металла удаляют химическим путем в перекисном растворе уксусной кислоты и/или щелочном травителе, Все технологические операции данного способа легко поддаются механизации и автоматизации, применяются в технологии производства и/и приборов и не требуют сложного специального оборудования. Указанная последовательность технологических операций с использованием данных металлов и травителей позволяет получать

Ф высоковольтные и/и кристаллы с высоким выходом, не уступающие по своим электротехническим параметрам n/è кристаллам, содержащим в своем составе благородные металлы. например золото.

Анализ заявляемого технического решения на соответствие критерию "сущест5

55 венные отличия" показал, что известные аналоги не содержат решения с совокупностью существенных признаков, отличающих предложенное техническое решение от прототипа, Пример 1, (прототип), На кремниевую пластину с р-п-переходом, нагретую до

300 С в вакууме 1 10 мм рт.ст. на обе стороны напыляют слой ванадия толщиной

0,5 мкм. На поверхность ванадия гальваническим методом наносят слой золота толщиной 1 мкм. Пластину разделяют алмазной пилой на отдельные кристаллы, кристаллы промывают в травителе HF; НИОз = 1: 4 в течение 45 с. а затем в двух ваннах с холодной и одной ванной с горячей деиониэированной водой, сушат и передают на сборку и/п приборов.

Пример 2. На обе стороны кремниевой пластины с р-и-переходом наносят слой химического никеля толщиной 0,5 мкм. Состав ванны никелирования: сернокислый никель

18 г/л; уксусноксилый натрий 18 г/л; уксусная кислота 18 г/л, гипофосфит натрия 10

r/ë. Условия никелирования: температура

75 2 с, продолжительность 4,5мин. После нанесения первого слоя никеля пластины промывают в двух ваннах с холодной и одной ванне с горячей деонизованной водой и сушат. Осуществляют вжигание первого слоя никеля в среде водорода или азота при

690 С в течение 10 мин. После вжигания наносят второй слой никеля в тех же условиях. При времени никелирования 20 мин получают слой никеля толщиной 2,0 ммк.

Промывка та же, что и при первом никелировании.

На сплошной слой никеля по обе стороны пластины наносят слой гальванического свинца, Состава ванны свинцевания: свинец борфтористоводородный 220 мл/л, кислота борфтористоводородная 50 мл/л, клей меэдровый 0,5 г/л. Режим свинцевания:температура 18 — 55 С, плотность тока 2 А/дм, напряжение 3 В, отношение поверхности анодной к катодной 2: 1, При выдержке 3 мин получают толщину свинцового покрытия 4 ммк. Пластины промывают также, как и после никелирования и сушат. Пластину с двухслойным металлическим покрытием разделяют алмазной пилой на отдельные кристаллы и обрабатывают в травителе HF:

НИОэ - 1: 2 в течение 15 с. После снимают верхний слой свинца в растворе

Н О : СНэСООН: H20 = 2: 1:1. промывают в деиониэированной воде и обрабатывают в

20 (,-ном растворе в течение 5 мин, После щелочного травления кристаллы промывают в двух ваннах с холодной и одной ванне

2001467

45 с горячей деионизованной водой, сушат и передают на сборку и/и приборов, Пример 3. На обе стороны кремниевой пластины с р-и-переходом наносят слой химического никеля, Состав ванны и условия никелирования те же, что и в примере 2.

При времени никелирования 4,5 мин получают слой никеля толщиной 0,5 мкм. После промывки пластины на ее поверхность наносят слой гальванического свинца. Состав ванны и условия свинцевания те же, что и в примере 2. При плотности тока 3 А/дм, 2 напряжение 5 В и продолжительности 12 мин получают свинцовое покрытие толщиной 30 мкм, После промывки в холодной и горячей деионизированной воде пластину сушат и разделяют механическим путем алмазной пилой на кристаллы и промывают в травителе: HF: НМОз в течение 15 с. В травителе Н202: СНэСООН: HzO = 2: 1". 1 удаляют свинец, промывают кристаллы в деонизованной воде и обрабатывают в растворе КОН 50 -ный концентрацией в течение 10 мин. Кристаллы промывают в двух ваннах с холодной и одной с горячей деионизованной водой, сушат и передают на сборку и/и приборов.

Пример 4, На обе стороны кремниевой пластины с р-и-переходом методом химического осаждения наносят слой вольфрама толщиной 1 мкм. Режимы осаждения:температура кремниевой подложки

460 С, температура лодочки с гексахлоридом вольфрама 100 С, температура угольного нагревателя 700 С, скорость подачи водорода 2 л/мин, расстояние от угольного нагревателя до пластины 1 см.

На сплошной слой вольфрама на обе стороны пластины методом ваку много напыления при разряжении 1 . 10 мм рт, ст. и температуре 100 С наносят слой алюминия толщиной 1 мкм, Пластину с двухслойным металлическим покрытием разделяют алмазной пилой на кристаллы, кристаллы промывают в травителе HF: НМОэ = 1; 2 в течение 15 с. После промывки в деонизированной воде с кристаллов снимают верх5

40 ний слой металла в растворе NaOH 0,57,ной концентрации в течение 20 мин, промывают в холодной и горячей деиониэированной воде. сушат и передают на сборку.

Пример 5, Нанесение никелевого покрытия на кремниевую пластину то же. что в примере 2, Толщина слоя никеля 1 мкм, На никелевую поверхность методом вакуумного напыления при разряжении 1 10 мм рт. ст. и температуре 100 С напыляют слой алюминия толщиной 3 мкм, Пластину разделяют алмазной пилой на кристаллы, промывают кристаллы в травителе HF: НМОэ = 1: 2 в течение 15 с, промывают в деониэированной воде и обрабатывают в течение 2 мин раствором КОН 20 -ной концентрации.

Кристаллы промывают в холодной и горячей деониэированной воде. сушат и передают на сборку и/и приборов.

На всех стадиях промывки в деионизированной воде качество промывки контролируют омностью воды на протоке, которая должна составлять не менее 1 10 МОм.

Кремниевые кристаллы, полученные по предлагаемому способу. а также по способу-прототипу, используют при сборке диодов КД-237 в металло-стеклянном корпусе, Сборку и герметизацию приборов проводят по единой технологии с использованием одних и тех же материалов. Результаты классификации готовых диодов КД-237 по группам приведены в таблице.

Как следует изданных таблицы, предлагаемый способ разделения пlп пластин на кристаллы позволяет получать пlп приборы (диоды), не уступающие по своим электрофизическим параметрам приборам, получаемым с использованием кристаллов, содержащих в своем составе драгоценный металл — золото. (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1251213, кл, Н 01 L 21/58, 1986.

Патент США N3325702,,кл. Н 01 L

21/78, 1967.

2001467

Составитель Б. Астапов

Редактор Н. Семенова Техред М.Моргентал Корректор А. Мотыль

Тираж Подписное

НПО " Поиск" Роспатента

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Заказ 3130

Производственно-издагельский комбинат "Патент" г Ужгород. ул.Гагарина, 101

Формула изобретения

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЙ ПОЛУПРОВОДНИКОвых кРистлллОВ, включающий нанесение нэ полупроводниковую пластину со сформированными структурами двух слоев металла, механическое разделение пластины на кристаллы с последующей промывкой в химическом травителе, отличающийся тем, что.после промывки в травителе химически удаляют верхний слой металла, в качестве металла верхнего слоя используют металлы Ill - IV групп, а в качестве металла нижнего слоя - неблагородные металлы Vl — Vill групп или их сплавы.

5 2, Способ по п.1, отличающийся тем, что толщина верхнего слоя металла составляет 1,0 - 30,0 мкм.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, 10 что тол Чина нижнего слоя металла составляет 0,2 - 2,5 мкм.