硅片清洗

RCA 标准清洗法是 1965 年由 Kern 和 Puotinen 等人在 N.J.Princeton 的 RCA 实验室首创的，并由此而得名。 RCA 是一种典型的、至今仍为最普遍使用的湿式化学清洗法，该清洗法主要包括以下几种清洗液。（ 1） SPM： H2SO4 /H2O2 120 ～ 150 ℃ SPM 具有很高的氧化能力，可将金属氧化后溶于清洗液中，并能把有机物氧化生成 CO 2 和 H2O。用 SPM 清洗硅片可去除硅片表面的重有机沾污和部分金属，但是当有机物沾污特别严重时会使有机物碳化而难以去除。（ 2） HF(DHF) ： HF(DHF) 20～ 25℃ DHF 可以去除硅片表面的自然氧化膜，因此，附着在自然氧化膜上的金属将被溶解到清洗液中，同时 DHF 抑制了氧化膜的形成。因此可以很容易地去除硅片表面的 Al， Fe， Zn ， Ni 等金属， DHF 也可以去除附着在自然氧化膜上的金属氢氧化物。用 DHF 清洗时，在自然氧化膜被腐蚀掉时，硅片表面的硅几乎不被腐蚀。（ 3） APM (SC-1） ： NH4OH/H2O2 /H2O 30 ～ 80℃由于 H2O2 的作用，硅片表面有一层自然氧化膜 (SiO2) ，呈亲水性，硅片表面和粒子之间可被清洗液浸透。由于硅片表面的自然氧化层与硅片表面的 Si 被 NH 4OH 腐蚀，因此附着在硅片表面的颗粒便落入清洗液中，从而达到去除粒子的目的。在 NH4OH 腐蚀硅片表面的同时， H2O 2 又在氧化硅片表面形成新的氧化膜。（ 4） HPM (SC-2) ： HCl/H2O2/H2 O 65 ～ 85℃用于去除硅片表面的钠、铁、镁等金属沾污。在室温下 HPM 就能除去 Fe 和 Zn。清洗的一般思路是首先去除硅片表面的有机沾污， 因为有机物会遮盖部分硅片表面， 从而使氧化膜和与之相关的沾污难以去除；然后溶解氧化膜，因为氧化层是 “ 沾污陷阱 ” ，也会引入外延缺陷；最后再去除颗粒、金属等沾污，同时使硅片表面钝化1）硅片清洗本试验所用的硅片衬底为直径 3 寸的 p-Si（ 100）片，阻值为 1~10Ω ?cm。在对硅片进行淀积之前需要对衬底进行严格的化学清洗。 RCA清洗流程如下：a) 在温度为 120℃的 SPM溶液（ H2SO4:H2O2=1:4）中清洗 5min，用以去除硅片表面的有机污染物和金属污染物。b) 用去离子水（ DI Water）冲洗，去除 SPM 残留溶液。c) 在 HF 溶液（ HF： H2O=1:50）中清洗 1min ，去除硅片表面的氧化层。d) 用去离子水（ DI Water）冲洗，去除 HF残留溶液。e) 在温度为 80~90℃的 SC-1溶液（ NH4OH： H2O2： H2O=1:1:5）中清洗 10min，将有机污染物和金属污染物去除。f) 用去离子水（ DI Water）冲洗，去除 SC-1残留溶液。g) 在 HF 溶液（ HF： H2O=1:50）中清洗 1min ，去除硅片表面的氧化层。h) 用去离子水（ DI Water）冲洗，去除 HF残留溶液。i) 在温度为 80~90℃的 SC-2溶液（ HCl： H2O2： H2O=1:1:6）中清洗 10min，去除碱金属和过渡元素的污染物。j) 用去离子水（ DI Water）冲洗，去除 SC-2残留溶液。k) 在 HF 溶液（ HF： H2O=1:50）中清洗 1min ，去除硅片表面的氧化层。l) 最后用 N2 吹干硅片表面。