全 文 ：山东师大学报 ( 自然科学版 ) J o r n ua l o f s ha n do n ` No r ma l U o iv . r 一泣t了
1. 87年 第2卷 第 4期 (总第2 0期) ( Na t ur a l Se ie n e e s E d i t io n ) V o l . 2 No . 4( Su口 No . 20 ) 1 . 8 7
松节油作为液相钝化介质的应用研究
刘 秀 喜 王 玮 琦 孙 英
握 要
在高压丰导体 器件台面钝化的实验中 , 来用松节油 作为液相饨化介质 , 结果表
明 , 钝化效果显著 。 而且松 节油 用作液相钝化介质 , 其有无毒 、 安 全 、 经 济 的 优
点 , 位得推广应用 。
已 ! 会 .
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液相钝化是一种比较成熟的半导体器件工艺 。 由于该工艺具有设备简单 、 操作容易 、 成
本低廉 、 生产效率高 , 易于批最生产及钝化效果好等优点 , 而被广泛地应用在半导体器件生
产中。
在液相钝化工艺中 , 通常用甲苯作为介质 , 但由于甲苯具有毒性 , 长期接触对人体健康
危害很大 , 为此 , 人们曾设想在不影响钝化质量的前提下 , 选用低毒或无毒试剂作为液相钝
化中的介质 。 我们试用松节油作为钝化介质 , 应用在液相钝化工艺中 , 巳获得成功 。 实验结
果表明 , 以松节油为介质的液相钝化方法优于以甲苯为介质的液相钝化法 。
口r曰.、.、`
一 、 钝化膜形成原理
, 松节油是一种精油 , 由烃的混合物组成 , 无色至深棕 色的挥发性液体 , 具有特殊气味 。
分子式为 C ; 。 H : 。 , 分于中具有双键结构 , 是一种极性溶剂 , 长时间置于空气中 , 能吸收氧
发生聚合作用而树脂化 ` ’ 。
松节油是一种介质 。 在液相钝化工艺中 , 甲基三氯硅烷 ( C H 3 51 cl 3 、 与松节油中的 少
里水分发生水解反应 , 然后在管芯台面上生成一薄层有机硅树脂 。 为了加速甲基三氯硅烷的
水解反应 , 并保证工艺安全 , 一般采用水浴加热法 , 同时对管芯台面上的有机硅树脂起到初
步的固化作用 , 再经过高温 ( 2 0 0~ 2 5 0。 C ) 固化处理 , 使有机硅树脂致密 、 附着牢固 , 形成
体形结构 , 即成为真正的有机高分子硅树脂 (又称甲基硅树脂 ) 。 甲基三氯硅烷的水解反应
方程式如下 :
收稿翻 : : 。a : 年 2月 : 。日
修回日期: 1987年 3月3 0日
.3 9 5

: 浏秀喜等: 松节油作为液相钝化介质的应用研究
衰 1 以 一 松 节 油 为 介 质 的 `液 相 钝 化 法
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衰 2 以 甲 笨 为 介 段 的 液 相 纯 化 法
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存 25 天参数变
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注 : ( 1 ) 钝化工艺、 环境存放和电参数测试 . 均在普通厂房环境下进行的 ;
J、、 军幼 环境存放实验· 是将钝化后的管芯暴露在大气中· 没有其他保护措施 ;
( 3 ) 表 1的注同于表 2 。
3石8
刘秀喜等 : 松节油作为液相钝化介质的应用研究
m 几
圈 1 。 以松节油为介质的液相饨化管芯特性曲线 ( A批 )
a : 钝化前的特性曲线 b : 钝化后的特性曲线 。 : 钝化后的高温特性曲线
, 口, .
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日 2
`: 钝化前的特性曲线 b
以甲笨为介质的液相饨化 , 芯特性曲钱 ( A批 )
; 钝化后的特性曲线 c ; 钝化后的高退特性曲线 d: 钝化后室内存放时的特性曲气
3娜

刘秀喜等卜 检节油作为液相沌化介质为应用研究
了_松故油对表面的金属污染 , . 攀“
诊溶剂 , .它可能将金属杂质溶脸掉
) 若管芯台面上存在微量的金属杂广质时 , ·由于松节油是极
, 使表面洁净度提高 , 或使撼化层中的金属 杂 质·木一大 ;减
少 。 表面和钝化层中保持高度洁净 , : 或使杂质减少到最低程鹰, : ·能显著地减小漏电流刃改镜
击穿特性 ` 弓 ’ 。 而与以甲苯为介质的液相钝化作比较 , 则甲苯不具有以上特点。 所 以松 节 油
作为介质的液相钝化法 , 能明显地提高钝化质量 。
. 、
( 早工松节油委毒 .
、 或松节油是二种无毒溶剂 , 它对环境和人体不会造成危害 , 而申苯是一种毒性大的溶荆 ,
操作者长斯接触甲:苯 , · 吸人其蒸 ,汽 , 易引起中毒 , 危害健康 , , 、且废甲苯及其蒸汽排入大地相
空气中 , 要污染环境 , 危害更多人的身体健康 。 在 目前强调保护环境 、 减少传染, ,用松节油
代替甲苯 , 具有重要意义 。 . 一 沪
( 四 ) 使用松节油比甲苯安全
甲苯的闪点为 一 1 0 ’ e 、 沸点为 1 1 0 . 6 “ c , 而松节油的闪点为 3 o o c 、 沸点为 1 5 3~ 1 7 0 “ c ,
且甲苯比松节油易挥发 。 因此 , 在同样条件下 , 使用松节油比甲苯更安全` : :
四 、 问 题 讨 论
根据液相钝化过程及特点 , 为提高钝化质量 , 对有关问题进行以下讨论 :
1
. 松节油的纯度要高护本试验用的松节油为三级品 , 若使用纯度更高的松节油 , 其钝
化效果会更好。 试验初期 , 认采用了普通工业松节油 , 加入甲基三焦硅烷后 , 松节油呈浅黄红
色 , 经加热而呈红色 , 并使钝化膜 “ 发花 ” , 这是 由于普通工业松节油的纯度太低 , 含杂质
也不可太多。 量太少 , 所形成
还在表面生成一层又厚又疏松
东 、在钝化过程叭 ` 钝岭器 (如烧杯 ) 要力味或养几张滤纸 。 原因有三个 ,防脏水 (指水浴加热 ) 溅入客器内造成污染 , 其二是防止周围环境中的杂质侵入 , 其一是以其三是减
少甲基三氯硅 烷的挥发 丈甲基三氯硅烷的沸点为 6 6 . 2~ 67 O C, 易挥发 ) 。
4
。 钝化后的管芯切勿再接触乙醇 , 否则 , 使台面上的有机硅树脂要与乙醇发生溶胀作
用 , 生成松软的膨体物 , 导致钝化性能失效 。
5
. 管芯的台面成型并经腐蚀后 , 表面保护黑胶 (真空封腊 ) 的去除 , 目前仍多采用甲
苯溶除 , 根据西安交大电工材料研究室的实践 , 用松节油代替甲苯 , 用于管芯表面溶除黑胶
的清洁处理 , 然后再进行液相钝化 , 既能提高表面清洁度 , 又能提高钝化质量 , 并消除甲苯
对人体的毒害 。
3了未
山 东 师 大 学 报 ( 自 然 科 学 版 )
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6 一 为进一步的提高钝化质量 , 可先利用 H F一H N O : 的混合液或混 合蒸汽对管芯台面处
理 , 便有 51 0 :薄膜生成 , 然后再进行以松节油为介质的液相钝化 , 会在表面希附一 层 硅树
脂 , 可获得性能良好 、 稳固的表面保护膜 , 不过此工艺过程略繁。
五 、 结 论
以松节油为介质的依相钝化工艺 , 钝化效果显著 , 并且松节油无毒 、 安全 、 经济 , 它优
于以甲苯为介质的液相钝化工艺 。 因此 , 前者可以代替后者 , 具有在半导体器件生产中推广
应用的价值。 松节油作为介质是对液相钝化工艺新的发展 , 是 目前制造台面型器件较理想的
十种浓相钝化工艺 。
, 考 文 做
〔 l]乔冠孺: 《半导体工艺化学原理》 , 江苏科学技术出版社 . 197 9 , 1P ” .
【幻刘秀喜: 《 半导体化学清洗原理及应用 》 , LJ[东科学技术出版社 . 1985 , p 5 2 , p 6 4 .
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[` ]刘秀喜: ` 山东师大学担》 (自然科学版 ) , v o l . 1 , N o . 3 . 108 6 . p 7D·
A ST UDY O F T UR P E N T INE U SE D AS
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