У напівпровіднику‑В експериментах з технологічними процесами пристроїв хімічне очищення стосується видалення різних шкідливих домішок або масляних забруднень, адсорбованих на поверхнях напівпровідників, металевих матеріалів та лабораторного посуду. Очищення використовує хімічні реагенти та органічні розчинники для запуску хімічних реакцій та ефектів розчинення з домішками та масляними забрудненнями, адсорбованими на поверхнях заготовок. Фізичні заходи, такі як ультразвукова обробка, нагрівання та вакуумне відкачування, також можуть застосовуватися для десорбції домішок з поверхонь заготовок. Потім заготовки промивають великими об'ємами високоякісного...‑чистота гаряча‑і‑холодна деіонізована вода для отримання чистих поверхонь.
1.1 Важливість хімічного очищення
Хімічне очищення необхідне для кожного експерименту в процесі тестування. Якість хімічного очищення має вирішальний вплив на результати експерименту. Неправильне очищення може призвести до невдалих або неякісних результатів.‑якісні експериментальні результати. Тому розуміння функцій та принципів хімічного очищення є важливим для успішних технологічних експериментів.
Як добре відомо, однією з ключових властивостей напівпровідників є їхня висока чутливість до домішок. Навіть слідові домішки на деталях‑за‑мільйонний рівень може змінити фізичні властивості напівпровідників. Ця властивість використовується для створення напівпровідникових приладів з різноманітними функціями шляхом легування. Тим не менш, ця ж властивість створює проблеми для напівпровідників‑експерименти з технологічними процесами пристроїв. Хімічні реагенти, технологічні інструменти та вода для очищення можуть бути джерелами шкідливого забруднення домішками. Навіть бездоганні напівпровідникові пластини зазнають помітного забруднення домішками після тривалого впливу навколишнього повітря. Хімічне очищення усуває шкідливе забруднення домішками та підтримує чистоту кремнію.‑поверхні пластин.
1.2 Обсяг хімічного очищення
Хімічне очищення в основному охоплює три категорії:
Очищення силікону‑поверхні пластин;
Очищення металевих матеріалів (наприклад, вольфрамових ниток для випарних електродів, молібденових листів для випарних опор, алюмінієвих сплавів для джерел випаровування, хрому для хрому‑виготовлення масок);
Очищення інструментів та посудин (наприклад, металевих пінцетів, кварцових трубок, скляних контейнерів, графітових форм, пластикових та гумових виробів).
1.3 Типи забруднюючих домішок на кремнії‑Поверхні пластин
(1) Молекулярний‑Тип домішки Адсорбція
Типовий молекулярний‑утворюють забруднювачі, адсорбовані на кремнії‑Поверхні пластин містять натуральні або синтетичні мастила, смоли та олії. До цієї категорії здебільшого належать домішки, що потрапляють під час різання, шліфування та полірування підкладки. Інші джерела включають відбитки пальців, залишки фоторезисту та залишки органічних речовин.‑відкладення розчинників.
Молекулярний‑Домішки типу здебільшого фізично адсорбуються та зв'язуються з кремнієм‑поверхні пластин за допомогою електростатичного притягання. Молекули мастил, смол та масел, як правило, не‑полярний. Зв'язок виникає внаслідок притягання між нейтральними молекулами домішок та незадоволеними залишковими силами поверхневих атомів кремнію. Ця взаємодія еквівалентна силам Ван-дер-Ваальса між молекулами в молекулярних кристалах. Такі сили притягання відносно слабкі та швидко згасають зі збільшенням міжмолекулярної відстані. Ефективний діапазон взаємодії становить приблизно 2‑3×10⁻⁸см (2‑3 Å), порівнянних з діаметрами молекул. Отже, молекулярні‑Домішки цього типу можна порівняно легко видалити.
Ще однією важливою характеристикою є те, що більшість молекулярних‑тип забруднюючих речовин - це вода‑нерозчинні органічні сполуки. Їх адсорбція перетворює кремній‑поверхні пластин гідрофобні, що перешкоджає ефективному контакту між деіонізованою водою/кислотою‑розчини лугів та поверхні пластин. Це запобігає взаємодії реагентів з частинками поверхні та перешкоджає ефективному хімічному очищенню.
(2) Іонічний‑Тип домішки Адсорбція
Звичайний іон‑утворюють домішки, адсорбовані на кремнії‑поверхні пластин включають K⁺, На⁺, Каліфорнія²⁺, Мг²⁺, Fe²⁺, Н⁺, Огайо⁻, Ф⁻, Кл⁻, С²⁻, Колорадо₃²⁻тощо. Ці домішки походять з різних джерел: навколишнє повітря, посуд та обладнання, хімічні речовини, низькі‑чистота деіонізованої води, водопровідної води, видихуваного повітря та поту оператора.
Іонічний‑Адсорбція цього типу значною мірою належить до хемосорбції. Іони домішок зв'язуються з поверхнями пластин за допомогою хімічних речовин.‑сили зв'язку. Рівноважні відстані між іонами домішок та атомами поверхні надзвичайно короткі, так що адсорбовані іони можна розглядати як частину кремнієвої решітки. Хемосорбовані іонні домішки можуть діяти як центри захоплення: деякі зв'язують вільні електрони решітки та служать акцепторами; інші захоплюють вільні дірки та функціонують як донори. Через сильні сили хемосорбції видалення іонних домішок набагато складніше, ніж усунення молекулярних забруднень.
(3) Атомний‑Тип домішки Адсорбція
Атомний‑Поверхневі забруднювачі форми – це переважно атоми металів, такі як золото, срібло, мідь, залізо та нікель. Ці атоми металів зазвичай утворюються внаслідок реакцій відновного заміщення в кислих травильних агентах, осідаючи на кремнії.‑поверхні пластин.
Атомний‑адсорбція типу демонструє найсильнішу зв'язувальну силу і її найважче усунути. Важкі‑Атоми металів, таких як золото та платина, майже не реагують зі звичайними кислотами та лугами. Тому для утворення розчинних комплексів потрібні спеціальні реагенти, такі як царська горілка. Згодом комплексовані металічні сполуки вимиваються високою‑чистота деіонізованої води.
1.4 Загальний кремній‑Процедура очищення пластин
Як проаналізовано вище, молекулярні‑Домішки типу порівняно легко видалити. Залишки молекулярних забруднювачів можуть маскувати іонні‑та атомний‑домішки типу та перешкоджають їх видаленню. Відповідно, молекулярні забруднювачі повинні бути повністю видалені спочатку під час кремнієвих‑хімічне очищення пластин.
Іонічний‑та атомний‑Домішки типу хемосорбуються з сильною поверхневою спорідненістю. Атомні забруднювачі зазвичай присутні в невеликих кількостях та інертні до звичайних кислот і лугів; вони можуть розчинятися лише царською горілкою або кислим воднем.‑розчини перекису водню. Царська горілка та кислий перекис водню також розчиняють іонні домішки. У стандартному робочому процесі використовується кислота‑лужні розчини або лужний перекис водню для попереднього видалення іонних домішок. Залишкові іонні забруднювачі та атомарні домішки потім видаляються за допомогою царської горілки або кислого перекису водню. Остаточне промивання високою концентрацією‑Чиста деіонізована вода завершує процес.
Підсумовуючи, загальний кремній‑Послідовність очищення пластин така: Знежирення→Видалення іонів→Атомний‑видалення домішок→Деіонізований‑промивання водою.
Кремнієві пластини необхідно хімічно очищати перед кожним експериментом. Тим не менш, стан поверхні відрізняється від експерименту до експерименту. Відповідно різняться хімікати для очищення та пріоритетні цілі. Практичні робочі процеси очищення є гнучкими. Конкретні методи та кроки мають бути визначені для кожного конкретного випадку.‑by‑у кожному конкретному випадку, залежно від фактичного прибирання‑вимоги до ефекту.
1.5 Засіб для чищення звичайних металів та посуду
Металеві матеріали та лабораторні інструменти є основними джерелами кремнію‑забруднення пластин. Ретельне очищення металів та посуду є обов'язковим для гарантії‑чистота поверхні. Загальний принцип очищення металів та посуду такий: спочатку видалити жирові забруднення; виконати травлення або промивання кислотами, лугами, мийними розчинами або царською горілкою; і завершити ретельним промиванням високою концентрацією води.‑чистота деіонізованої води.
2 Знання з безпеки
В експериментах часто використовуються різноманітні хімічні речовини та гази, включаючи легкозаймисті, вибухонебезпечні, токсичні та корозійні кислоти.‑лужні речовини. Неправильне поводження може призвести до нещасних випадків. Пріоритет слід надавати профілактичним заходам. У разі нещасного випадку зберігайте спокій та негайно вживайте відповідних коригувальних заходів.
2.1 Безпечне поводження з органічними розчинниками
До поширених органічних розчинників належать толуол, ацетон, етанол, метилетилкетон, трихлоретилен та чотирихлористий вуглець. Більшість органічних розчинників є легкозаймистими та спалахують за високих температур.‑температурних умов або поблизу відкритого вогню. Зберігайте їх у прохолодних місцях подалі від джерел займання. Не нагрівайте контейнери з розчинниками безпосередньо на електричних плитах; вода‑Обігрів ванни є кращим, коли це необхідно. У разі пожежі загасіть полум'я вологою тканиною, дрібним піском, вугіллям‑діоксидні вогнегасники, вугільні‑тетрахлоридні вогнегасники або пінні вогнегасники. Ніколи не застосовуйте воду або воду‑на основі кислоти‑лужні вогнегасні засоби.
Органічні розчинники є леткими та мають різний ступінь токсичності. Усі операції слід виконувати у витяжних шафах з належною вентиляцією.
2.2 Безпечне поводження з кислотами та лугами
Експерименти використовують сильні‑кислотні розчини, такі як сірчана кислота, азотна кислота, хлоридна кислота, плавикова кислота та царська горілка, а також сильні‑лужні розчини, включаючи гідроксид натрію та гідроксид калію. Ці речовини є дуже корозійними для шкіри та одягу людини, що вимагає ретельного контролю безпеки експлуатації.
Встановіть ефективні системи вентиляції та витяжки в місцях, де можуть накопичуватися пари кислот або лугів.
Оператори повинні використовувати відповідні засоби захисту, такі як гумові рукавички та респіратори.
Ніколи не піпетуйте розчини кислот або лугів ротом; використовуйте піпетки з гумовими грушами.
Будьте обережні під час транспортування, щоб запобігти перекиданню або розбиттю пляшки. Під час відкриття контейнерів тримайте отвори пляшки подалі від персоналу.
Завжди повільно додавайте сірчану кислоту у воду для розведення. Ніколи не наливайте воду в концентровану сірчану кислоту.
Перед нейтралізацією розведіть концентровані кислоти або луги водою, а потім проведіть нейтралізацію, використовуючи відповідні розчини лугів або кислот.
Порожні ємності, в яких раніше зберігалися концентровані кислоти або луги, необхідно повністю злити воду, неодноразово промити водою, а потім піддати звичайним процедурам очищення.
У разі потрапляння кислоти‑У разі опіків лугами негайно промийте уражені тканини великою кількістю проточної води. Якщо бризки потрапили в очі, швидко промийте їх великою кількістю водопровідної води. Після промивання негайно зверніться за медичною допомогою, незалежно від тяжкості опіку чи потрапляння в очі.
2.3 Безпечне поводження з газами
Експериментальні гази подаються через високі‑балони під тиском або газопроводи. Змішування певних газів може призвести до займання або вибуху.
Газові балони кольорові‑кодовані та марковані для ідентифікації газів, що містяться. Балони утримують газ під високим тиском; щойно заповнені балони досягають приблизно 150 кг/см²Під час зберігання та використання застосовуються спеціальні запобіжні заходи.
Уникайте потрапляння прямих сонячних променів на газові балони влітку. Тримайте легкозаймисті матеріали та джерела займання подалі від балона.‑зони зберігання.
Зберігайте газові пари, які при контакті реагують горюче або вибухово (наприклад, балони з воднем та киснем), в окремих ізольованих приміщеннях, щоб запобігти нещасним випадкам, спричиненим витоком газу.
Не викачуйте газ з балонів повністю; підтримуйте певний залишковий тиск усередині балонів.
Запобігайте забрудненню клапанів циліндрів та гайкових ключів мастилом.
Під час використання водню необхідно видалити повітря з обладнання інертним газом, перевірити всю систему на наявність витоків та встановити запобіжники зворотного спалаху.
2.4 Безпечне поводження з токсичними речовинами
Запобігайте отруєнням під час роботи з токсичними хімічними реагентами та сполуками в експериментах. Основні принципи безпеки такі:
Проводьте операції всередині витяжних шаф. Обробляйте залишки відходів та відпрацьовані рідини перед тим, як утилізувати їх у відведених безпечних місцях.
Використовуйте респіратори та захисні рукавички. Будь-якою ціною уникайте контакту зі шкірою та перорального вживання токсичних матеріалів.
Ретельно промийте рукавички водою, перш ніж знімати їх після завершення експериментів.
Час публікації: 30 липня 2026 р.