一種半導體基片預鍍鎳的鍍銠工藝的製作方法
2023-08-10 09:39:31
本發明涉及半導體材料的貴金屬電鍍領域，具體是指一種半導體基片預鍍鎳的鍍銠工藝。
背景技術：
隨著我國經濟的迅速發展，人民生活水平的不斷提高，半導體行業迅速發展，為了使IGBT等模塊在高溫環境中保持穩定的工作性能，其鉬基片表面需塗覆一層防止鉬氧化且不影響鉬基片平面度、物理性能的鍍層。行業中，已經發現銠和鉬的物理性能較為接近且氧化後表面形成一種防護層，進而防止進一步氧化。但是，鉬基片上鍍銠，其結合度並不理想，鍍銠層容易脫落。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種半導體基片預鍍鎳的鍍銠工藝，使鉬質量分數大於99.9%的半導體基片表面電鍍銠以後，鍍銠層不易脫落。
本發明通過下述技術方案實現：一種半導體基片預鍍鎳的鍍銠工藝，用於鉬質量分數大於99.9%的半導體基片電鍍銠，包括半導體基片預處理和電鍍銠的步驟，在半導體基片預處理和電鍍銠步驟之間還依次設置有預鍍鎳、鍍鎳清洗、吹乾的過程；
所述預鍍鎳是指：將預處理後的半導體基片在20-40℃去離子水中浸泡1-3分鐘，然後放入預鍍鎳溶液中進行以電流密度10-30A/dm2進行2-10min的電鍍鎳；所述預鍍鎳溶液主要由以下成分按重量配比為，氯化鎳40-80g/L，磷酸二氫鎳50-200g/L，緩蝕劑2-10g/L，並通過磷酸或鹽酸調節pH值至4.0-5.0；
所述鍍鎳清洗是指：半導體基片進過預鍍鎳後，通過三道去離子水的漂洗；
所述吹乾是指：半導體基片經過鍍鎳清洗後，用熱風快速吹乾並靜置待鍍鎳層乾燥。
進一步的，為更好的實現本發明，所述預鍍鎳溶液穩定在20-50℃。
進一步的，為更好的實現本發明，所述緩蝕劑為工業級硼酸。
進一步的，為更好的實現本發明，所述預鍍鎳溶液還包括200-800目的活性炭顆粒。
進一步的，為更好的實現本發明，所述鍍鎳清洗中三道去離子水依次為70-85℃的熱的去離子水、室溫的去離子水、室溫的去離子水。
進一步的，為更好的實現本發明，所述鍍鎳清洗時，已預鍍鎳的半導體基片分別在三道去離子水中擺動清洗0.5-2min。
進一步的，為更好的實現本發明，所述吹乾是指以100-200℃熱風快速吹乾鍍鎳層且無水漬殘留。
進一步的，為更好的實現本發明，所述預鍍鎳是指：將預處理後的半導體基片在30-40℃去離子水中浸泡2分鐘，然後放入預鍍鎳溶液中進行以電流密度15-20A/dm2進行5-6min的電鍍鎳；所述預鍍鎳溶液主要由以下成分按重量配比為，氯化鎳60g/L，磷酸二氫鎳120g/L，緩蝕劑4g/L，並通過磷酸或鹽酸調節pH值至4.0-5.0；
所述鍍鎳清洗是指：半導體基片進過預鍍鎳後，依次通過溫度為70-80℃、室溫、室溫的三道去離子水的漂洗；
所述吹乾是指：半導體基片經過鍍鎳清洗後，用150-200℃的熱風快速吹乾，並靜置待鍍鎳層完全乾燥。
進一步的，為更好的實現本發明，所述預鍍鎳是指：將預處理後的半導體基片在30-40℃去離子水中浸泡2分鐘，然後放入預鍍鎳溶液中進行以電流密度25-30A/dm2進行2-3min的電鍍鎳；所述預鍍鎳溶液主要由以下成分按重量配比為，氯化鎳80g/L，磷酸二氫鎳200g/L，緩蝕劑4g/L，並通過磷酸或鹽酸調節pH值至4.5-5.0；
所述鍍鎳清洗是指：半導體基片進過預鍍鎳後，依次通過溫度為70-80℃、室溫、室溫的三道去離子水的漂洗；
所述吹乾是指：半導體基片經過鍍鎳清洗後，用180-200℃的熱風快速吹乾，並靜置待鍍鎳層完全乾燥。
本發明與現有技術相比，具有以下優點及有益效果：
（1）本發明採用電鍍銠前預鍍鎳的工藝，使鍍銠層通過預鍍鎳層與鉬基片結合，不僅具有良好的抗氧化性，而且具有良好的結合力；
（2）本發明中預鍍鎳步驟在鉬基片上預先電鍍一層薄鎳，既解決了結合力的問題，又不影響鉬基片的平面度；
（3）本發明中預鍍鎳步驟所用化學原料較為常見，成本低廉，有利於成本控制。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明作進一步地詳細說明，但本發明的實施方式不限於此。
實施例1：
本實施例的一種半導體基片預鍍鎳的鍍銠工藝，主要是通過下述技術方案實現：一種半導體基片預鍍鎳的鍍銠工藝，用於鉬質量分數大於99.9%的半導體基片電鍍銠，包括半導體基片預處理和電鍍銠的步驟，在半導體基片預處理和電鍍銠步驟之間還依次設置有預鍍鎳、鍍鎳清洗、吹乾的過程：
所述預鍍鎳是指：將預處理後的半導體基片在20-40℃去離子水中浸泡1-3分鐘，然後放入預鍍鎳溶液中進行以電流密度10-30A/dm2進行2-10min的電鍍鎳；所述預鍍鎳溶液主要由以下成分按重量配比為，氯化鎳40-80g/L，磷酸二氫鎳50-200g/L，緩蝕劑2-10g/L，並通過磷酸或鹽酸調節pH值至4.0-5.0；
所述鍍鎳清洗是指：半導體基片進過預鍍鎳後，通過三道去離子水的漂洗；
所述吹乾是指：半導體基片經過鍍鎳清洗後，用熱風快速吹乾並靜置待鍍鎳層乾燥。
實施例2：
本實施例在上述實施例基礎上做進一步優化，進一步的，為更好的實現本發明，所述預鍍鎳溶液穩定在20-50℃。
本實施例的其他部分與上述實施例相同，故不再贅述。
實施例3：
本實施例在上述實施例基礎上做進一步優化，進一步的，為更好的實現本發明，所述緩蝕劑為工業級硼酸。
本實施例的其他部分與上述實施例相同，故不再贅述。
實施例4：
本實施例在上述實施例基礎上做進一步優化，進一步的，為更好的實現本發明，所述預鍍鎳溶液還包括200-800目的活性炭顆粒。
本實施例的其他部分與上述實施例相同，故不再贅述。
實施例5：
本實施例在上述實施例基礎上做進一步優化，進一步的，為更好的實現本發明，所述鍍鎳清洗中三道去離子水依次為70-85℃的熱的去離子水、室溫的去離子水、室溫的去離子水。
本實施例的其他部分與上述實施例相同，故不再贅述。
實施例6：
本實施例在上述實施例基礎上做進一步優化，進一步的，為更好的實現本發明，所述鍍鎳清洗時，已預鍍鎳的半導體基片分別在三道去離子水中擺動清洗0.5-2min。
本實施例的其他部分與上述實施例相同，故不再贅述。
實施例7：
本實施例在上述實施例基礎上做進一步優化，進一步的，為更好的實現本發明，所述吹乾是指以100-200℃熱風快速吹乾鍍鎳層且無水漬殘留。
本實施例的其他部分與上述實施例相同，故不再贅述。
實施例8：
本實施例中所述預鍍鎳是指：將預處理後的半導體基片在30-40℃去離子水中浸泡2分鐘，然後放入預鍍鎳溶液中進行以電流密度18-20A/dm2進行5.5min的電鍍鎳；所述預鍍鎳溶液主要由以下成分按重量配比為，氯化鎳60g/L，磷酸二氫鎳120g/L，緩蝕劑4g/L，並通過磷酸或鹽酸調節pH值至4.3-4.5；
所述鍍鎳清洗是指：半導體基片進過預鍍鎳後，依次通過溫度為70-80℃、室溫、室溫的三道去離子水的漂洗；
所述吹乾是指：半導體基片經過鍍鎳清洗後，用150-200℃的熱風快速吹乾，並靜置待鍍鎳層完全乾燥。
此工藝預鍍鎳的鎳層厚度為2-5um，適用於電鍍面積為2-3dm2的鉬基片。
本實施例的其他部分與上述實施例相同，故不再贅述。
實施例8：
本實施例中所述預鍍鎳是指：將預處理後的半導體基片在30-40℃去離子水中浸泡2分鐘，然後放入預鍍鎳溶液中進行以電流密度28-30A/dm2進行3min的電鍍鎳；所述預鍍鎳溶液主要由以下成分按重量配比為，氯化鎳80g/L，磷酸二氫鎳200g/L，緩蝕劑4g/L，並通過磷酸或鹽酸調節pH值至4.3-4.6；
所述鍍鎳清洗是指：半導體基片進過預鍍鎳後，依次通過溫度為70-80℃、室溫、室溫的三道去離子水的漂洗；
所述吹乾是指：半導體基片經過鍍鎳清洗後，用180-200℃的熱風快速吹乾，並靜置待鍍鎳層完全乾燥。
此工藝預鍍鎳的鎳層厚度為3-4um，適用於電鍍面積為3-4dm2的鉬基片。
本實施例的其他部分與上述實施例相同，故不再贅述。
以上所述，僅是本發明的較佳實施例，並非對本發明做任何形式上的限制，凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落入本發明的保護範圍之內。