【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及碳化硅加工，尤其涉及一种去除碳化硅衬底表面金属离子的动态清洗方法。
技术介绍
1、碳化硅(sic)作为一种典型的第三代半导体材料，与硅、砷化镓等传统半导体材料相比，具有禁带宽度大、电子迁移率高、临界击穿场强高、热导率高等优异的物理特性，因此，被广泛应用于大功率和高温电子器件等领域。在碳化硅晶片加工过程中，会不可避免的引入各种有机物、颗粒、金属等杂质，而在半导体制造过程中，碳化硅表面痕量金属离子的残留会导致晶体产生缺陷，如点缺陷、线缺陷等，导致能带结构改变，进而损害半导体器件的电学性能和长期可靠性，降低器件的成品率，因此，为了保证器件的成品率和性能，对其表面的金属离子进行清洗至关重要。
2、sic衬底的终端清洗效果直接影响下游器件的电学性能和长期可靠性，金属离子残留检测是验证终端清洗效果的有效方式之一，通过监控sic衬底表面痕量金属残留可以及时掌握衬底终端的清洗效果。目前，多数生产线都是在发现sic衬底表面的金属离子残留超标后再进行清洗液的更换，或者为了避免金属离子残留超标直接设定清洗液的使用批次，提前更换清洗液，导致清洗成本增加，清洗液浪费。因此，寻找一种可以精准监测清洗液的清洗能力的方法，以及时更换或者调整清洗液的成分，充分利用清洗液，降低清洗成本，具有十分重要的意义。
技术实现思路
1、针对现有碳化硅衬底表面金属离子的清洗方法存在的不能及时监测清洗液的清洗能力，造成碳化硅衬底需要返工重新清洗，或者清洗液提前更换，造成清洗液浪费的问题，本专利技术提供一种
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案是：
3、一种去除碳化硅衬底表面金属离子的动态清洗方法，包括以下步骤：
4、步骤a，将碳化硅衬底浸入第一清洗液中进行清洗，清洗结束后用去离子水冲洗，得初级清洗碳化硅衬底；所述第一清洗液为氨水、双氧水和去离子水的混合液；
5、步骤b，将所述初级清洗碳化硅衬底浸入第二清洗液中进行清洗，清洗结束后用去离子水冲洗，得洁净碳化硅衬底；所述第二清洗液为盐酸、双氧水和去离子水的混合液；
6、清洗结束后，对碳化硅衬底表面的金属离子含量进行检测，根据如下公式评价所述第一清洗液的清洗能力：
7、y1=0.415+1.768×10-11x1；
8、其中，所述x1为所测铬离子、镍离子、铜离子、锌离子、银离子、金离子和汞离子含量的最大值，y1为所述第一清洗液中氨水与双氧水的体积比；
9、若x1≤5e+9 atoms/cm2，则所述第一清洗液的清洗能力良好；若5e+9 atoms/cm2<x1≤3e+10 atoms/cm2，则调节所述第一清洗液中氨水与双氧水的体积比为y1；若x1＞3e+10atoms/cm2，则需要更换新的第一清洗液；
10、根据如下公式评价所述第二清洗液的清洗能力：
11、y2=0.409+1.895×10-11x2；
12、其中，所述x2为所测钾离子、钠离子、铝离子、锰离子、铁离子、钙离子和镁离子含量的最大值，y2为所述第二清洗液中盐酸与双氧水的体积比；
13、若x2≤5e+9 atoms/cm2，则所述第二清洗液的清洗能力良好；若5e+9 atoms/cm2<x2≤3e+10 atoms/cm2，则调节所述第二清洗液中盐酸与双氧水的体积比为y2；若x2＞3e+10atoms/cm2，则需要更换新的第二清洗液。
14、为了进一步提高测量的准确度，步骤a中和步骤b中金属离子含量分别测量三次，取三次的平均值作为x1和x2测量值，然后分别代入对应的计算公式，评价第一清洗液和第二清洗液的清洗能力。
15、相对于现有技术，本专利技术提供的去除碳化硅衬底表面金属离子的动态清洗方法，创造性地构建了金属离子含量与清洗液中有效组分比例的计算公式，通过该计算公式可以动态监测清洗液的清洗能力，从而及时对清洗液中有效组分比例进行调整，有利于达到更好的清洗效果，提高清洗效率，延长清洗液的使用寿命，避免不合格碳化硅衬底返工清洗以及清洗液未达到使用寿命，提前更换造成清洗液浪费问题的出现，对于降低碳化硅衬底的生产成本，提高生产效率具有十分重要的意义，推广应用价值较高。
16、进一步地，所述第一清洗液中氨水、双氧水和去离子水的体积比1:2:7~1:1:3。
17、进一步地，所述第一清洗液中检测的金属离子包括铬离子、镍离子、铜离子、锌离子、银离子、金离子和汞离子。
18、需要说明的是，上述各金属离子指的是由于氨水和双氧水以氧化和微刻蚀去除碳化硅衬底金属污染所产生的各种价态的铬离子、镍离子、铜离子、锌离子、银离子、金离子和汞离子。
19、进一步地，步骤a中，清洗温度为65℃~75℃，每批碳化硅衬底的清洗时间为750s~850s。
20、进一步地，所述第二清洗液中盐酸、双氧水和去离子水的体积比1:2:32~1:1:15。
21、进一步地，所述第二清洗液中检测的金属离子包括钾离子、钠离子、铝离子、锰离子、铁离子、钙离子和镁离子。
22、需要说明的是，上述各金属离子指的由盐酸和双氧水溶解、氧化碳化硅衬底表面金属所产生的各种价态的钾离子、钠离子、铝离子、锰离子、铁离子、钙离子和镁离子。
23、进一步地，步骤b中，清洗温度为65℃~75℃，每批碳化硅衬底的清洗时间为750s~850s。
24、进一步地，步骤a和步骤b中，检测所述第一清洗液和所述第二清洗液中金属离子含量的频次为每隔3~7批检测一次。
25、需要说明的是，在清洗前期，清洗液的清洗能力一般较高，因此，清洗前期检测金属离子含量的批次可以延长，例如清洗7批或者5批以后进行检测，清洗中后期清洗液的清洗能力逐渐降低，清洗能力不稳定，可以缩短检测频次，例如每隔3~4批检测一次，甚至，在检测后期可以每一清洗批次都检测一次。
26、进一步地，步骤a和步骤b中，采用电感耦合等离子体质谱仪检测所述第一清洗液和所述第二清洗液中金属离子含量。
27、与现有技术相比，本技术方案的有益效果在于：采用本专利技术提供的碳化硅衬底的清洗方法，可以快速准确地对清洗液的清洗能力进行判断，从而有利于及时调整清洗液的成分，保证清洗效果，减少返工时长，降低返工成本和清洗液的浪费，对于提高碳化硅衬底的生产效率和降低生产成本能起到积极地推进作用，在碳化硅衬底生产领域具有广阔的应用前景。
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1.一种去除碳化硅衬底表面金属离子的动态清洗方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的去除碳化硅衬底表面金属离子的动态清洗方法，其特征在于，所述第一清洗液中氨水、双氧水和去离子水的体积比1:2:7~1:1:3。
3.如权利要求1所述的去除碳化硅衬底表面金属离子的动态清洗方法，其特征在于，步骤a中，清洗温度为65℃~75℃，每批碳化硅衬底的清洗时间为750s~850s。
4.如权利要求1所述的去除碳化硅衬底表面金属离子的动态清洗方法，其特征在于，所述第二清洗液中盐酸、双氧水和去离子水的体积比1:2:32~1:1:15。
5.如权利要求1所述的去除碳化硅衬底表面金属离子的动态清洗方法，其特征在于，步骤b中，清洗温度为65℃~75℃，每批碳化硅衬底的清洗时间为750s~850s。
6.如权利要求1所述的去除碳化硅衬底表面金属离子的动态清洗方法，其特征在于，步骤a和步骤b中，检测所述第一清洗液和所述第二清洗液中金属离子含量的频次为每隔3~7批检测一次。
7.如权利要求1所述的去除碳化硅衬底表面金属离子的
...【技术特征摘要】
1.一种去除碳化硅衬底表面金属离子的动态清洗方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的去除碳化硅衬底表面金属离子的动态清洗方法，其特征在于，所述第一清洗液中氨水、双氧水和去离子水的体积比1:2:7~1:1:3。
3.如权利要求1所述的去除碳化硅衬底表面金属离子的动态清洗方法，其特征在于，步骤a中，清洗温度为65℃~75℃，每批碳化硅衬底的清洗时间为750s~850s。
4.如权利要求1所述的去除碳化硅衬底表面金属离子的动态清洗方法，其特征在于，所述第二清洗液中盐酸、双氧水和去离子水的体积比1:2:32~...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔景光，郑向光，汤欢，
申请(专利权)人：河北同光半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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