В полупроводника‑При експерименти с устройства, химическото почистване се отнася до отстраняването на различни вредни примеси или маслени замърсители, адсорбирани върху повърхностите на полупроводници, метални материали и лабораторни прибори. Почистването използва химически реактиви и органични разтворители за предизвикване на химични реакции и ефекти на разтваряне с примеси и маслени замърсители, адсорбирани върху повърхностите на детайлите. Физически мерки като ултразвукова обработка, нагряване и вакуумно изпомпване също могат да се прилагат за десорбиране на примеси от повърхностите на детайлите. След това детайлите се изплакват с големи обеми високоефективни...‑чистота гореща‑и‑студена дейонизирана вода за получаване на чисти повърхности.
1.1 Значение на химическото почистване
Химическото почистване е необходимо за всеки експеримент при тестване на процеса. Качеството на химическото почистване оказва критично влияние върху експерименталните резултати. Неправилното почистване може да доведе до неуспешни или лоши резултати.‑качествени експериментални резултати. Следователно, разбирането на функциите и принципите на химическото почистване е от съществено значение за успешните експерименти с процеси.
Както е добре известно, едно ключово свойство на полупроводниците е тяхната висока чувствителност към примеси. Дори следи от примеси в частите‑на‑милионно ниво може да промени физическите свойства на полупроводниците. Това свойство се използва за производството на полупроводникови устройства с различни функции чрез легиране. Въпреки това, същото това свойство създава предизвикателства за полупроводниците.‑експерименти с устройства. Химическите реактиви, инструментите за обработка и водата за почистване могат да действат като източници на вредно замърсяване с примеси. Дори чистите полупроводникови пластини ще претърпят забележимо замърсяване с примеси след продължително излагане на околния въздух. Химическото почистване елиминира вредното замърсяване с примеси и поддържа чист силиций.‑повърхности на вафли.
1.2 Обхват на химическото почистване
Химическото почистване обхваща основно три категории:
Почистване на силикон‑повърхности на пластини;
Почистване на метални материали (напр. волфрамови нишки за изпарителни електроди, молибденови листове за изпарителни опори, алуминиеви сплави за изпарителни източници, хром за хром‑изработка на маска);
Почистване на инструменти и съдове (напр. метални пинсети, кварцови тръби, стъклени контейнери, графитни форми, пластмасови и гумени изделия).
1.3 Видове замърсители върху силиция‑Вафлени повърхности
(1) Молекулярно‑Тип Адсорбция на примеси
Типични молекулярни‑образуват замърсители, адсорбирани върху силиций‑Повърхностите на пластините включват естествени или синтетични мазнини, смоли и масла. Примесите, въведени по време на рязане, шлайфане и полиране на субстрата, най-вече попадат в тази категория. Други източници включват пръстови отпечатъци, остатъци от фоторезист и остатъчни органични вещества.‑отлагания на разтворители.
Молекулярно‑Примесите от този тип са предимно физически адсорбирани и свързани със силиций‑повърхности на пластини чрез електростатично привличане. Молекулите на мазнини, смоли и масла обикновено не са‑полярни. Връзката възниква от привличането между неутралните примесни молекули и неудовлетворените остатъчни сили на повърхностните силициеви атоми. Това взаимодействие е еквивалентно на ван дер Ваалсовите сили между молекулите в молекулярните кристали. Такива сили на привличане са относително слаби и бързо намаляват с увеличаване на междумолекулното разстояние. Ефективният диапазон на взаимодействие е приблизително 2‑3×10⁻⁸см (2‑3 Å), сравними с молекулните диаметри. Следователно молекулните‑Примесите от този тип могат да бъдат отстранени сравнително лесно.
Друга важна характеристика е, че повечето молекулярни‑тип замърсители са вода‑неразтворими органични съединения. Тяхната адсорбция превръща силиция в‑хидрофобни повърхности на пластините, което възпрепятства ефективния контакт между дейонизирана вода/киселина‑алкални разтвори и повърхности на пластини. Това предотвратява взаимодействието на реагентите с повърхностните частици и възпрепятства ефективното химическо почистване.
(2) Йонийски‑Тип Адсорбция на примеси
Общ йон‑образуват примеси, адсорбирани върху силиций‑повърхностите на пластините включват K⁺, На⁺, Калифорния²⁺, Мг²⁺, Fe²⁺, Х⁺, Охайо⁻, Ф⁻, Кл⁻, С²⁻, Колорадо₃²⁻и т.н. Тези примеси произхождат от различни източници: околен въздух, прибори и оборудване, химични агенти, ниски‑чистота на дейонизирана вода, вода от чешмата, издишан въздух и пот на оператора.
Йонийски‑Адсорбцията от този тип до голяма степен принадлежи на хемосорбцията. Примесните йони се свързват с повърхностите на пластините чрез химични‑сили на свързване. Равновесните разстояния между примесните йони и повърхностните атоми са изключително къси, така че адсорбираните йони могат да се разглеждат като част от силициевата решетка. Хемосорбираните йонни примеси могат да действат като центрове за улавяне: някои свързват свободни електрони на решетката и служат като акцептори; други улавят свободни дупки и функционират като донори. Поради силните сили на хемосорбция, отстраняването на йонните примеси е много по-трудно от елиминирането на молекулярните замърсители.
(3) Атомна‑Тип Адсорбция на примеси
Атомна‑Повърхностните замърсители на формата са предимно метални атоми като злато, сребро, мед, желязо и никел. Тези метални атоми обикновено се генерират чрез редукционни реакции на изместване в киселинни ецващи агенти, отлагайки се върху силиций.‑повърхности на вафли.
Атомна‑адсорбция тип проявява най-силна свързваща сила и е най-трудна за елиминиране. Тежки‑Метални атоми като злато и платина едва реагират с обикновени киселини и основи. Следователно са необходими специални реагенти, като царска вода, за да се образуват разтворими комплекси. Комплексните метални частици впоследствие се отмиват с високо съдържание на‑чистота на дейонизирана вода.
1.4 Общ силиций‑Процедура за почистване на вафли
Както е анализирано по-горе, молекулярните‑Примесите от този тип са сравнително лесни за отстраняване. Останалите молекулярни замърсители могат да маскират йонните‑и атомни‑тип примеси и възпрепятстват тяхното отстраняване. Съответно, молекулярните замърсители трябва да бъдат напълно елиминирани първо по време на силициевия‑химическо почистване на пластини.
Йонийски‑и атомни‑Примесите от този тип се хемосорбират със силен повърхностен афинитет. Атомните замърсители обикновено присъстват в малки количества и са инертни към обичайните киселини и основи; те могат да бъдат разтворени само от царска вода или киселинен водород.‑пероксидни разтвори. Царската вода и киселинният водороден пероксид също разтварят йонни примеси. Стандартният работен процес използва киселина‑алкални разтвори или алкален водороден пероксид, за да се отстранят първо йонните примеси. Остатъчните йонни замърсители и атомните примеси след това се отстраняват с помощта на царска вода или киселинен водороден пероксид. Последно изплакване с висока концентрация‑Чистата дейонизирана вода завършва процеса.
В обобщение, общият силиций‑Последователността на почистване на пластините е: Обезмасляване→Отстраняване на йони→Атомна‑отстраняване на примеси→Дейонизиран‑изплакване с вода.
Силициевите пластини трябва да се подложат на химическо почистване преди всеки експеримент. Въпреки това, състоянието на повърхността се различава от експеримент до експеримент. Почистващите химикали и приоритетните цели следователно варират съответно. Практическите работни процеси за почистване са гъвкави. Конкретните методи и стъпки се определят за всеки отделен случай.‑by‑за всеки отделен случай, в зависимост от действителното почистване‑изисквания за ефект.
1.5 Почистване на обикновени метали и прибори
Металните материали и лабораторните инструменти са основни източници на силиций‑замърсяване на пластините. Цялостното почистване на металите и приборите е задължително, за да се гарантира‑чистота на повърхността. Общият принцип за почистване на метали и прибори е: първо отстранете замърсяванията от мазнини; извършете ецване или измиване с киселини, основи, миещи разтвори или царска вода; и завършете с обилно изплакване с висока‑чистота на дейонизирана вода.
2 Знания за безопасност
Експериментите често използват различни химикали и газове, включително запалими, експлозивни, токсични и корозивни киселини.‑алкални вещества. Неправилното боравене може да предизвика инциденти. Превантивните мерки трябва да бъдат приоритетни. В случай на инцидент, запазете спокойствие и незабавно предприемете подходящи коригиращи действия.
2.1 Безопасно боравене с органични разтворители
Често срещани органични разтворители включват толуен, ацетон, етанол, метил етил кетон, трихлоретилен и тетрахлорметан. Повечето органични разтворители са запалими и се възпламеняват при високи температури.‑температурни условия или близо до открит пламък. Съхранявайте ги на хладни места, далеч от източници на запалване. Не затопляйте контейнерите с разтворители директно върху електрически печки; вода‑Отоплението на ваната е за предпочитане, когато е необходимо отопление. В случай на пожар, гасете пламъците с влажна кърпа, фин пясък, въглен‑диоксидни пожарогасители, въглеродни‑тетрахлоридни пожарогасители или пожарогасители с пяна. Никога не използвайте вода или вода‑киселина на основата‑алкални пожарогасителни средства.
Органичните разтворители са летливи и притежават различна степен на токсичност. Всички операции трябва да се извършват в аспиратори с адекватна вентилация.
2.2 Безопасно боравене с киселини и основи
Експериментите използват силни‑киселинни разтвори като сярна киселина, азотна киселина, солна киселина, флуороводородна киселина и царска вода, както и силни‑алкални разтвори, включително натриев хидроксид и калиев хидроксид. Тези вещества са силно корозивни за човешката кожа и дрехи, което изисква внимателен контрол на безопасността при работа.
Инсталирайте ефективни вентилационни и изпускателни системи в зони, където могат да се натрупат киселинни или алкални пари.
Операторите трябва да носят подходящи предпазни средства, като гумени ръкавици и респиратори.
Никога не пипетирайте киселинни или алкални разтвори с уста; използвайте пипети, снабдени с гумени балони.
Бъдете внимателни по време на транспортиране, за да предотвратите преобръщане или счупване на бутилката. Насочвайте отворите на бутилката далеч от персонала, когато отваряте контейнери.
Винаги добавяйте сярна киселина бавно във водата за разреждане. Никога не наливайте вода в концентрирана сярна киселина.
Преди неутрализация, разредете концентрирани киселини или основи с вода, след което извършете неутрализация, използвайки съответните алкални или киселинни разтвори.
Празните съдове, които преди това са съдържали концентрирани киселини или основи, трябва да се източат напълно, да се промиват многократно с вода и след това да се подлагат на рутинни процедури за почистване.
В случай на киселина‑При изгаряния с алкали, незабавно изплакнете засегнатата тъкан с обилно количество течаща вода. Ако пръски попаднат в очите, промийте бързо очите с големи количества чешмяна вода. След изплакване незабавно потърсете медицинска помощ, независимо от тежестта на изгарянето или контакта с очите.
2.3 Безопасно боравене с газове
Експерименталните газове се подават чрез високо‑бутилки под налягане или газопроводи. Смесването на определени газове може да доведе до запалване или експлозия.
Газовите бутилки са цветни‑кодирани и етикетирани за идентифициране на съдържащите се газове. Бутилките държат газ под високо налягане; новонапълнените бутилки достигат приблизително 150 кг/см²При съхранение и употреба се прилагат специални предпазни мерки.
Избягвайте излагането на газови бутилки на пряка слънчева светлина през лятото. Дръжте запалими материали и източници на запалване далеч от бутилката.‑зони за съхранение.
Съхранявайте газови двойки, които реагират горимо или експлозивно при контакт (напр. бутилки с водород и кислород), в отделни изолирани помещения, за да предотвратите инциденти, причинени от изтичане на газ.
Не изпускайте напълно газа от бутилката; поддържайте известно остатъчно налягане вътре в бутилките.
Предотвратете замърсяване с мазнини върху клапаните на бутилките и гаечните ключове.
Когато използвате водород, отстранете въздуха от оборудването с инертен газ, проверете цялата система за течове и монтирайте предпазители за обратно пламък.
2.4 Безопасно боравене с токсични вещества
Предотвратявайте отравяния при работа с токсични химични реактиви и съединения в експерименти. Основните принципи на безопасност са следните:
Извършвайте операции вътре в аспиратори. Третирайте остатъците от отпадъци и отпадъчните течности, преди да ги изхвърлите на обозначените за това безопасни места.
Носете респиратори и защитни ръкавици. Избягвайте контакт с кожата и поглъщане на токсични материали на всяка цена.
Изплакнете обилно ръкавиците с вода, преди да ги свалите след приключване на експериментите.
Време на публикуване: 30 юли 2026 г.