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过氧化氢在SC1清洁方案中的作用

RCA标准清洁对去除硅表面污染非常有效。RCA清洁包括两个顺序步骤:标准清洁1(SC-1)和标准清洁2(SC-2)。SC-溶液由氢氧化铵、过氧化氢和水的混合物组成,是迄今为止发现的最有效的颗粒去除剂。这种混合物也被称为氢氧化胺和过氧化氢混合物(APM)。SC-I溶液通过蚀刻颗粒下的晶片促进颗粒去除;从而松动颗粒,使机械力从晶圆表面轻松去除颗粒。

本文将讨论一个详细的讨论SC-I清洁的化学模型。了解氧化物同时生长和蚀刻的化学性质,为优化颗粒去除减少气体液体界面的形成提供了基础。

溶液化学

SC-1.晶片表面氧化物的生长率由温度、过氧化氢浓度和pH决定。此外,由于活性物质在与硅反应之前必须通过现有的氧化物扩散,因此该反应是受运输限制的,因此是氧化物厚度的函数。氧化物的厚度随着蚀刻和氧化物的生长而变化。因此,厚度是反应时间的函数。此外,准确地识别氧化物溶液中氧化物的生长模型是必要的。先前的分析表明,H202可能不是主要的氧化物种。

氧化物生长的浓度取决于性

在SC-1和H在202溶液中发现了两种不同的氧化物:H202和超氧化氢。这两种氧化剂的相对浓度在两种溶液之间差异很大。

其中CH202和CNH3.化学混合物的正式过氧化氢和氨浓度。实验结果表明,SC-溶液的氧化速率远高于纯过氧化物溶液。SC-最终氧化物厚度将在很短的暴露时间内达到,而在过氧化物溶液中,类似的氧化物厚度只能在大约50分钟后得到。

图3:浓度不同H随着时间的推移,202溶液中氧化物厚度的函数

氧化物生长的时间取决于性

事实上,化学氧化物的最大厚度是9A,因为氧化物在SC-I或在纯过氧化物溶液中产生。因为氧化物在纯过氧化氢溶液和SC-停止在溶液中生长,数据显示其他运输限制可能活跃。在氧化物和硅之间的界面附近,局部电荷的极化能直接影响带电物质的运输。通过近距离扩散,界面上局部电荷的存在提供了影响运输的动力。

结果表明,A阴离子是氧化膜生长过程中的活性氧化物质。这个证书 超氧化氢是主要的氧化剂。

图6:实验数据(6)与图像电荷模型的比较

氧化物在纯物之间的界面上生长。硅和现有氧化物是一种有限的运输反应。对已发表的数据进行分析表明,负责氧化物生长的主要氧化剂是过氧化物阴离子、超氧化氢。数据表明,SC-I溶液的生长速度明显快于过氧化物溶液。在SC-在1溶液中,由于氢氧化铵的存在,超氧化氢浓度增加;因此,由于氧化剂浓度高,生长速度更快。H20 2 如果两种溶液的浓度大致相同,H20 2 如果是主要的活性氧化物种,预计两种溶液之间的生长率不会改变。此外,任何溶液的增长率和浓度 成正比。这些比例表明,氧化物生长的主要原因是一个简单的阶级反应或与超氧化氢的运输有限反应。最后,基于简单菲克扩散的模型无法拟合数据。相比之下,基于图像电荷离子输送的模型与实验误差范围内发布的数据一致。基于图像电荷运输的模型预测了经常观察到的氧化物厚度为8-10a左右限制。超氧化氢-由图像电荷产生的离子力传输;H202不受这种静电效应的影响。

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