Способ изготовления полупроводниковых кристаллов

( ПЛТЕ 11 Т Комтпет Роеспйстой Федерзцнти по пзтентзм н товзрнтпм знзкзм(22) 24.02.92 (46) 15.10.93 Бюл Иа 37 - 38 (76) Коломицкцй Николай Григорьевич, Астапов Борис Александрович (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ КРИСТАЛЛОВ (57) Использование: в микроэлектронике, в частнос - ти для разделения полупроводниковых пластин на кристаллы Сущность изобретения: на поверхность(Я) 5 И 01 1.21,78 полупроводниковои пластины со сформированными структурами наносят последовательно спой небо)ва, ",ф. городного металла Ч 3 - ЧШ группы толщиной 0,2 - 2,5 мкм и слой металла Ш - Ч группы толщиной 1,0 - 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 таблИзобретение относится к изготовлению полупроводниковых приборов, в частности к разделению полупроводниковых (и/и) пластин на отдельные кристаллы,Известен способ разделения и/и пластин на кристаллы, включающий нанесение на поверхность слоя никеля и ниэкотемпературного припоядурЭйбирование алмазной иглой и ломкой 4 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 и/и 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 и/п пластины наносят любым способом слой неблагородного металла И-И 1 группы или их сплавы, на которой наносят также любым способом второй слой металла главной подгруппы 11-И 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 получатьФвысоковольтные и/и кристаллы с высоким выходом, не уступающие по своим электротехническим параметрам и/и кристаллам, содержащим в своем составе благородные металлы. например золото,Анализ заявляемого технического решения на соответствие критерию "сущест 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 венные отличия" показал, что известные аналоги не содержат решения с совокупностью существенных признаков, отличающих предложенное техническое решение от прототипа,П р и м е р 1, (прототип), На кремниевую пластину с р-п-переховдом, 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 НР; 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.П р и м е р 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 г/л. Условия никелирования; температура 75 . 2 с, продолжительность 4,5 мин. 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 НЕ: НИОэ - 1: 2 в течение 15 с. После снимают верхний слой свинца в растворе Н 202: СНзСООН: Н 20 = 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 ванне45 с горячей деионизованной водой, сушат и передают на сборку и/и приборов,П р и м е р 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: НР: НМОз в течение 15 с. В травителе Н 202: СНзСООН: Н 20 = 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,П р и м е р 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 вакумного 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 НГ: НМОэ = 1: 2 в течение 15 с. После промывки в деонизированной воде с кристаллов снимают верх 5 10 15 20 25 30 35 40 ний слой металла в растворе МаОН 0.5- ной концентрации в течение 20 мин, промывают в холодной и горячей деиониэированной воде, сушат и передают на сборку.П р и м е р 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 НГ: 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 КДв металло-стеклянном корпусе, Сборку и герметизацию приборов проводят по единой технологии с использованием одних и тех же материалов. Результаты классификации готовых диодов КДпо группам приведены в таблице.Как следует изданных таблицы, предлагаемый способ разделения и/п пластин на кристаллы позволяет получать и/п приборы диоды), не уступающие по своим электро- физическим параметрам приборам, получаемым с использованием кристаллов, содержащих в своем составе драгоценный металл - золото.(56) Авторское свидетельство СССР М 1251213, кл, Н 011 21/58, 1986.Патент США М 3325702, кл. Н 01 1 21/78, 1967,Тираж Подписное НПО " Поиск" Роспатента113035 Москва, Ж, Раушская наб, 4/5 Заказ 3130 Производственно-издательский комбинат "Патент" г Ужгород ул.Гагарина, 101 Формула изобретения 1, СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЙ ПОЛУПРОВОДНИКО- вых кРистдллОВ, 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- ГЧ групп, а в качестве металла нижнего слоя - неблагородные металлы Ч - Чгрупп 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,10что толщина нижнего слоя металла составляет 0,2 - 2,5 мкм.