CN111363551A - 超大功率光阻玻璃芯片刻蚀用腐蚀液及腐蚀工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于玻璃芯片刻蚀技术领域，具体涉及超大功率光阻玻璃芯片刻蚀用腐蚀液及腐蚀工艺，腐蚀液包括粗腐蚀液和精腐蚀液，所述粗腐蚀液由下述体积百分比的组分制成：30—50份38％～42％的氢氟酸，30—40份65％～70％的硝酸，5—10份99.9％的冰乙酸，5—15份96％～98％的硫酸，1—5份的饱和氟盐溶液；所述精腐蚀液由下述体积百分比的组分制成：25—30份38％～42％的氢氟酸，25—30份65％～70％的硝酸，30—40份99.9％的冰乙酸，10—15份96％～98％的硫酸；其中粗腐蚀液中腐蚀温度为10—30℃；精腐蚀液中的腐蚀温度为‑10℃—‑4℃。该腐蚀液包括粗腐蚀液和精腐蚀液，通过不同腐蚀速率的腐蚀液相配合，开沟速率快，开沟深度误差小，提高芯片质量。

Description

超大功率光阻玻璃芯片刻蚀用腐蚀液及腐蚀工艺

技术领域

本发明属于玻璃芯片刻蚀技术领域，具体涉及超大功率光阻玻璃芯片刻蚀用腐蚀液及腐蚀工艺。

背景技术

GPP(玻璃钝化)芯片作为电力电子设备中必不可少的器件，目前玻璃钝化有刀刮法、电泳法和光阻法三种方法，其中光阻法玻璃钝化芯片较刀刮法、电泳法可靠性高，光阻法玻璃钝化芯片将逐步取代目前的刀刮法芯片。

光阻法玻璃钝化工艺在制作过程中，化学腐蚀是比较关键的一道工序，是将经过光刻后的单晶硅基片放入低温混酸中，将未被光刻胶保护的部分通过化学反应的方式腐蚀掉，在反应一定时间后，腐蚀深度超过硼面结深，此时芯粒也就有了基本的电性。光阻法中沟槽腐蚀的情况与光阻玻璃芯片的质量密切相连；沟槽太窄，在二次曝光中，芯粒边缘的钝化玻璃宽度不够，玻璃钝化层将被破坏，起不到保护的效果；沟槽太宽，芯粒台面会变小，会导致VF、正向浪涌等参数不符合要求；沟槽太深，芯片在流转过程中容易被破坏，导致损耗显著增加；沟槽太浅，常规电性达不到要求，可能导致整片报废。因此，性能良好、易调节的腐蚀液对光阻玻璃芯片生产具有很大影响。

中国专利CN201811441811X公开一种腐蚀液，将45～60份mol浓度为65～70％的硝酸，10～40份mol浓度为38～42％氢氟酸，8～15份mol浓度为96～98％的硫酸以及35～40份mol浓度为99.9％的冰乙酸混合均匀得到腐蚀液，该种腐蚀液对玻璃的腐蚀速率快，腐蚀精度难以控制。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对上述缺陷，本发明提供一种超大功率光阻玻璃芯片刻蚀用腐蚀液及腐蚀工艺，腐蚀液包括粗腐蚀液和精腐蚀液，通过不同腐蚀速率的腐蚀液相配合，开沟速率快，开沟深度误差小，提高芯片质量。

本发明解决其技术问题采用的技术方案如下：超大功率光阻玻璃芯片刻蚀用腐蚀液，其特征在于：包括粗腐蚀液和精腐蚀液，所述粗腐蚀液由下述体积百分比的组分制成：30—50份38％～42％的氢氟酸，30—40份65％～70％的硝酸，5—10份99.9％的冰乙酸，5—15份96％～98％的硫酸，1—5份的饱和氟盐溶液；

所述精腐蚀液由下述体积百分比的组分制成：25—30份38％～42％的氢氟酸，25—30份65％～70％的硝酸，30—40份99.9％的冰乙酸，10—15份96％～98％的硫酸。

进一步的，所述的氟盐为氟化钾、氟化铵的一种或两种。

超大功率光阻玻璃芯片刻蚀用腐蚀液的腐蚀工艺，光阻玻璃芯片在粗腐蚀液中腐蚀温度为10—30℃；经粗腐蚀液腐蚀后的光阻玻璃芯片在精腐蚀液中的腐蚀温度为-10℃—-4℃。

进一步的，所述光阻玻璃芯片在粗腐蚀液中腐蚀深度为设定深度的70％—90％；然后在精腐蚀液中腐蚀至设定深度。

进一步的，所述光阻玻璃芯片在粗腐蚀液中腐蚀深度为设定深度的80％—85％。

本发明的有益效果是：

1、本发明对超大功率光阻玻璃芯片进行粗腐蚀和精腐蚀相结合，开沟速率快，开沟深度误差小，提高了生产效率，增加腐蚀后芯粒的一致性；提高沟深、沟宽比，在保证开沟深度的前提下，增大台面面积，提高芯片质量；腐蚀液混酸利用率高，降低生产成本；在粗腐蚀液中加入混合氟盐，其中无机氟盐溶于腐蚀液后增加腐蚀液中的氟离子浓度，提高粗腐蚀液的腐蚀效果。

2、光阻玻璃芯片在粗腐蚀液中反应温度较高，冰乙酸浓度较低，在生产中反应速率块，在精腐蚀液中反应速率慢，在已经达到一定腐蚀深度前提下，通过精蚀至设定深度，腐蚀深度控制简便，精度高；该腐蚀工艺可以减少总腐蚀时间，增加腐蚀精度；

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

超大功率光阻玻璃芯片刻蚀用腐蚀液，包括粗腐蚀液和精腐蚀液，所述粗腐蚀液由下述体积百分比的组分制成：30份38％～42％的氢氟酸，40份65％～70％的硝酸，10份99.9％的冰乙酸，15份96％～98％的硫酸，5份的饱和氟盐溶液，所述的氟盐为氟化钾饱和溶液；

所述精腐蚀液由下述体积百分比的组分制成：25份38％～42％的氢氟酸，25份65％～70％的硝酸，40份99.9％的冰乙酸，10份96％～98％的硫酸。

采用该种腐蚀液对超大功率光阻玻璃芯片刻蚀用腐蚀液的腐蚀工艺为：光阻玻璃芯片在粗腐蚀液中腐蚀温度控制在10—30℃；经粗腐蚀液腐蚀后的光阻玻璃芯片在精腐蚀液中的腐蚀温度控制在-10℃—-4℃；其中光阻玻璃芯片在粗腐蚀液中腐蚀深度为设定深度的70％—90％，然后在精腐蚀液中腐蚀至设定深度。

实施例2

超大功率光阻玻璃芯片刻蚀用腐蚀液，包括粗腐蚀液和精腐蚀液，所述粗腐蚀液由下述体积百分比的组分制成：40份38％～42％的氢氟酸，35份65％～70％的硝酸，8份99.9％的冰乙酸，15份96％～98％的硫酸，2份的饱和氟盐溶液，所述的氟盐为氟化铵饱和溶液；

所述精腐蚀液由下述体积百分比的组分制成：28份38％～42％的氢氟酸，27份65％～70％的硝酸，40份99.9％的冰乙酸，15份96％～98％的硫酸。

采用该种腐蚀液对超大功率光阻玻璃芯片刻蚀用腐蚀液的腐蚀工艺为：光阻玻璃芯片在粗腐蚀液中腐蚀温度控制在10—30℃；经粗腐蚀液腐蚀后的光阻玻璃芯片在精腐蚀液中的腐蚀温度控制在-10℃—-4℃；其中光阻玻璃芯片在粗腐蚀液中腐蚀深度为设定深度的80％—85％，然后在精腐蚀液中腐蚀至设定深度。

实施例3

超大功率光阻玻璃芯片刻蚀用腐蚀液，包括粗腐蚀液和精腐蚀液，所述粗腐蚀液由下述体积百分比的组分制成：50份38％～42％的氢氟酸，32份65％～70％的硝酸，5份99.9％的冰乙酸，10份96％～98％的硫酸，3份的饱和氟盐溶液，所述的氟盐为氟化钾与氟化铵质量比为1:1配置的饱和溶液；

所述精腐蚀液由下述体积百分比的组分制成：30份38％～42％的氢氟酸，25份65％～70％的硝酸，32份99.9％的冰乙酸，13份96％～98％的硫酸。

采用该种腐蚀液对超大功率光阻玻璃芯片刻蚀用腐蚀液的腐蚀工艺为：光阻玻璃芯片在粗腐蚀液中腐蚀温度控制在10—20℃；经粗腐蚀液腐蚀后的光阻玻璃芯片在精腐蚀液中的腐蚀温度控制在-10℃—-4℃；其中光阻玻璃芯片在粗腐蚀液中腐蚀深度为设定深度的80％—85％，然后在精腐蚀液中腐蚀至设定深度。

以对于超大功率光阻玻璃芯片腐蚀深度130μm为例，其中对比试验的腐蚀液为50份mol浓度为65～70％的硝酸，25份mol浓度为38～42％氢氟酸，12份mol浓度为96～98％的硫酸以及40份mol浓度为99.9％的冰乙酸混合配置，腐蚀时间和误差详见下表：

由上表可知，采用现有技术公开的腐蚀液进行一次腐蚀所需要的腐蚀时间为8—15min，开沟深度误差为20μm；采用上述任一实施例中的腐蚀液和腐蚀工艺，通过二次粗腐蚀和精腐蚀相结合，粗腐蚀液腐蚀深度大约100μm需要3—6min，剩余腐蚀深度通过精腐蚀液腐蚀2—8min，误差不超过10μm。该种腐蚀工艺可以减少总腐蚀时间，增加腐蚀精度。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (5)

1.超大功率光阻玻璃芯片刻蚀用腐蚀液，其特征在于：包括粗腐蚀液和精腐蚀液，所述粗腐蚀液由下述体积百分比的组分制成：30—50份38％～42％的氢氟酸，30—40份65％～70％的硝酸，5—10份99.9％的冰乙酸，5—15份96％～98％的硫酸，1—5份的饱和氟盐溶液；

所述精腐蚀液由下述体积百分比的组分制成：25—30份38％～42％的氢氟酸，25—30份65％～70％的硝酸，30—40份99.9％的冰乙酸，10—15份96％～98％的硫酸。

2.如权利要求1所述的超大功率光阻玻璃芯片刻蚀用腐蚀液，其特征在于：所述的氟盐为氟化钾、氟化铵的一种或两种。

3.超大功率光阻玻璃芯片刻蚀用腐蚀液的腐蚀工艺，其特征在于：光阻玻璃芯片在粗腐蚀液中腐蚀温度为10—30℃；经粗腐蚀液腐蚀后的光阻玻璃芯片在精腐蚀液中的腐蚀温度为-10℃—-4℃。

4.如权利要求3所述的超大功率光阻玻璃芯片刻蚀用腐蚀液的腐蚀工艺，其特征在于：所述光阻玻璃芯片在粗腐蚀液中腐蚀深度为设定深度的70％—90％；然后在精腐蚀液中腐蚀至设定深度。

5.如权利要求4所述的超大功率光阻玻璃芯片刻蚀用腐蚀液的腐蚀工艺，其特征在于：所述光阻玻璃芯片在粗腐蚀液中腐蚀深度为设定深度的80％—85％。