半導體晶片表面真空鍍膜工藝的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種半導體晶片表面真空鍍膜工藝，其將半導體晶片表面清潔干凈后，將半導體晶片放入真空濺射爐中，抽真空至1～10?1Pa，先采用30～60%的電流對半導體晶片進行離子轟擊清洗，轟擊完成后抽真空至5*10?2～5*10?3Pa通入氬氣，而后啟動鎳靶濺射70～90min完成鍍鎳，鍍鎳完成后啟動錫靶濺射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。本發明采用真空鍍膜工藝對半導體晶片進行表面鍍膜，在保證鍍層與晶片之間結合力的同時完全避免電鍍過程中產生的廢液排放對環境造成的嚴重污染，同時可防治晶片破裂，提高成品率。
【專利說明】
半導體晶片表面真空鍍膜工藝
技術領域
[0001]本發明涉及半導體晶片加工工藝領域，尤其涉及半導體晶片表面真空鍍膜工藝。
【背景技術】
[0002]半導體晶片的制備過程包括稱量一恪煉一拉晶一切片(晶片)一測量一噴涂電鏈一切粒一晶粒篩選一上導流片一點錫一擺模一合模一焊片一焊線一檢測等工序。半導體晶粒需要N、P型相間焊接成串聯電路才能產生大的致冷量，由于半導體材料直接焊錫難度很高，通常需要預先在制冷材料表面噴涂鎳再電鍍鎳錫。噴涂的鎳層與半導體材料的結合力很強，電鍍的鎳錫層與噴涂的鎳層結合力也很強，電鍍的鎳錫層又極易焊錫，因此通過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體材料易于焊錫，但如果晶片厚度在Imm以下，進行電鍍前的噴鎳工序時，在高溫高壓的鎳流作用下晶片極易碎裂，同時電鍍法產生的廢液排放會對環境造成嚴重污染，為環保部門嚴格限制的工藝方法。為保護環境，拓寬產品種類，實現行業的可持續發展，亟需對現有的半導體晶片表面處理工藝進行改進。

【發明內容】

[0004]本發明的目的在于提供一種環保、穩定的半導體晶片表面處理工藝。
[0005]實現本發明目的的技術方案是:一種半導體晶片表面真空鍍膜工藝，其包括以下步驟:
1)半導體晶片表面預清洗，以去除半導體晶片表面油污和碎肩；
2)酸洗:將預清洗過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)將酸洗后的半導體晶片于50?60°C的溫水中漂洗并烘干；
4)真空鍍膜:將半導體晶片放入真空濺射爐中，抽真空至I?10—1Pa,先采用30?60%的電流對半導體晶片進行離子轟擊清洗，離子轟擊清洗完成后抽真空至5*10—3Pa通入氬氣，而后啟動鎳靶濺射70?90min完成鍍鎳，鍍鎳完成后啟動錫靶濺射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、時間太短會導致鍍層太薄、抗拉強度不足，達不到鍍層與晶片之間結合力要求;反之功率太大，時間太長會導致鍍層太厚，鍍層與晶片之間應力增大，使鍍層脫離晶片表面，同時真空濺射所配置的靶材損耗嚴重，增加生產成本。
[0006]為了達到更好的技術效果，本發明的技術方案還可以做如下改進:
1、所述步驟I)中半導體晶片表面預清洗為將半導體晶片經若干次超聲波清洗后烘干，而后采用金屬凈洗劑對半導體晶片進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]本發明采用真空鍍膜工藝對半導體晶片進行表面真空濺射鍍膜，在保證鍍層與晶片之間結合力的同時完全避免電鍍過程中產生的廢液排放對環境造成的嚴重污染，同時可防治晶片破裂，提尚成品率。
【具體實施方式】
[0009]以下對本發明較佳實施例做詳細描述。
[0010]實施例1:
一種半導體晶片表面真空鍍膜工藝，其包括以下步驟:
1)半導體晶片表面預清洗，將半導體晶片經若干次超聲波清洗后烘干，而后采用金屬凈洗劑對半導體晶片進行超聲波精洗并烘干，以去除晶片表面油污和碎肩；
2)酸洗:將預清洗過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)將酸洗后的半導體晶片于60°C的溫水中漂洗并烘干；
4)真空鍍膜，將半導體晶片放入真空濺射爐中，抽真空至0.5Pa，先對半導體晶片進行離子轟擊清洗，離子轟擊清洗完成后抽真空至5*10—2?5*10—3Pa通入氬氣，而后啟動鎳靶濺射70min完成鍍鎳，鍍鎳完成后啟動錫靶濺射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，對成品的鍍層與晶片之間結合力進行檢測，拉力大于3kg/mm2，為易于焊錫的合格鍍膜產品。
[0012]實施例2
一種半導體晶片表面真空鍍膜工藝，其包括以下步驟:
1)半導體晶片表面預清洗，將半導體晶片經若干次超聲波清洗后烘干，而后采用金屬凈洗劑對半導體晶片進行超聲波精洗并烘干，以去除晶片表面油污和碎肩；
2)酸洗:將預清洗過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)將酸洗后的半導體晶片于50°C的溫水中漂洗并烘干；
4)真空鍍膜，將半導體晶片放入真空濺射爐中，抽真空至10—1Pa,先對半導體晶片進行離子轟擊清洗，離子轟擊清洗完成后抽真空至5*10—3Pa通入氬氣，而后啟動鎳靶濺射90min完成鍍鎳，鍍鎳完成后啟動錫靶濺射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，對成品的鍍層與晶片之間結合力進行檢測，拉力大于3kg/mm2，為易于焊錫的合格鍍膜產品。
[0014]實施例3
一種半導體晶片表面真空鍍膜工藝，其包括以下步驟:
1)半導體晶片表面預清洗，將半導體晶片經若干次超聲波清洗后烘干，而后采用金屬凈洗劑對半導體晶片進行超聲波精洗并烘干，以去除晶片表面油污和碎肩；
2)酸洗:將預清洗過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)將酸洗后的半導體晶片于55°C的溫水中漂洗并烘干；
4)真空鍍膜，將半導體晶片放入真空濺射爐中，抽真空至IPa，先采對半導體晶片進行離子轟擊清洗，離子轟擊清洗完成后抽真空至5*10—2Pa通入氬氣，而后啟動鎳靶濺射SOmin完成鍍鎳，鍍鎳完成后啟動錫靶濺射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，對成品的鍍層與晶片之間結合力進行檢測，拉力大于3kg/mm2，為易于焊錫的合格鍍膜產品。
[0016]本發明限定鍍鎳時間為70?90min，功率為6?8 kff，鍍錫時間為30?45min，功率為5?6.5 kW。若功率太小、時間太短會導致鍍層太薄、抗拉強度不足，達不到鍍層與晶片之間結合力要求;反之功率太大，時間太長會導致鍍層太厚，鍍層與晶片之間應力增大，使鍍層脫離晶片表面，同時真空濺射所配置的靶材損耗嚴重，增加生產成本。
[0017]本發明通過對半導體晶片進行表面真空濺射鍍膜，在保證鍍層與晶片之間結合力的同時完全避免電鍍過程中產生的廢液排放對環境造成的嚴重污染；由于真空鍍膜過程中晶片不受任何外力，晶片不會破裂，因此除了能提高成品率還可以用于制造晶片厚度在1_以下的半導體制冷片，進一步拓展了產品種類，擴大了產品的應用范圍。
【主權項】
1.一種半導體晶片表面真空鍍膜工藝，其特征在于:其包括以下步驟: 半導體晶片表面預清洗，以去除半導體晶片表面油污和碎肩； 酸洗:將預清洗過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； 將酸洗后的半導體晶片于50°C?60°C的溫水中漂洗并烘干； 真空鍍膜，將半導體晶片放入真空濺射爐中，抽真空至I?10—1Pa,先采用30?60%的電流對半導體晶片進行離子轟擊清洗，離子轟擊清洗完成后抽真空至5*10—2?5*10—3Pa通入氬氣，而后啟動鎳靶濺射70?90min完成鍍鎳，鍍鎳完成后啟動錫靶濺射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.根據權利要求1所述的半導體晶片表面真空鍍膜工藝，其特征在于:所述步驟I)中半導體晶片表面預清洗為將半導體晶片經若干次超聲波清洗后烘干，而后采用金屬凈洗劑對半導體晶片進行超聲波精洗并烘干。3.根據權利要求1所述的半導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】C23C14/34GK106048543SQ201610384640
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月2日
【發明人】阮秀滄
【申請人】泉州市依科達半導體致冷科技有限公司