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1微電子工藝清洗技術(shù)的理論研究
在微電子元器件的制造過程當(dāng)中,由于其體積小、制造過程復(fù)雜等眾多客觀原因存在,將會很有可能導(dǎo)致微電子元器件在其步驟繁瑣的制造過程當(dāng)中受到污染。這些污染物質(zhì)通常會物理吸附或者是化學(xué)吸附等多種方式在電子元器件生產(chǎn)過程當(dāng)中吸附在其表面。比如說,硅膠材質(zhì)的硅片在其制造過程中污染物質(zhì)通常會以離子或者是以粒子形式吸附在硅片的表面。這些污染物質(zhì)還有可能存在于硅片自身的氧化膜當(dāng)中。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因并不奇怪,這是由于這些污染物質(zhì)破壞掉了硅片表面的化學(xué)鍵,從而導(dǎo)致了在其表面形成了自然的力場,讓眾多污染物質(zhì)輕松吸附或者直接進入到硅片的氧化膜當(dāng)中。在產(chǎn)生這種現(xiàn)象之后,要清洗硅片就非常困難了。在清洗過程中,既要保持不能去破壞硅片的結(jié)構(gòu),又要保持能夠?qū)ξ廴疚镔|(zhì)進行徹底的清洗,以便其對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)當(dāng)中的其他元器件產(chǎn)生污染,這一問題就變得非常棘手,愈發(fā)困難了。在當(dāng)前微電子行業(yè)的大多企業(yè)或是研究所講微電子的清洗技術(shù)兩類:一種叫做濕法清洗;另一種叫做干法清洗。這兩種技術(shù)都能夠保持比較高的清洗度,并且能夠在不破壞電子元器件的化學(xué)鍵的基礎(chǔ)上祛除電子元器件表面或是氧化膜內(nèi)存在的污染物和雜質(zhì)。
2微電子工藝清洗技術(shù)的現(xiàn)狀研究
由于我國行業(yè)的發(fā)展更重視對服務(wù)業(yè)的發(fā)展和我國微電子行業(yè)的起步和發(fā)展較晚,從而致使當(dāng)前我國微電子工藝的清洗技術(shù)比較落后,并且存在諸多的問題。
2.1濕法清洗技術(shù)研究
濕法清洗這一技術(shù),是由上個世紀(jì)六十年代的一名美國科學(xué)家所研究發(fā)明出來的。這種方法主要是通過利用化學(xué)溶劑同有機溶劑和被清洗的微電子元器件之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng),然后再利用多種技術(shù)手段,如:超聲波技術(shù)去污;采用真空去污技術(shù)等多種技術(shù)手段。最終,利用這些步驟實現(xiàn)對微電子元器件的清洗。
在以上濕法清洗電子元器件的步驟當(dāng)中還需要用到種類不一的化學(xué)試劑。這些化學(xué)試劑主要包括氫氧化銨和過氧化氫以及硫酸等物質(zhì)。氫氧化銨主要是被利用于對污染程度不是非常嚴(yán)重的電子元器件的清洗,或者是作為清洗第一部的化學(xué)試劑。其能夠在控制的溫度下、濃度下以及化學(xué)反應(yīng)所經(jīng)歷的時間下等多種條件下,利用化學(xué)反應(yīng)去腐蝕電子元器件的表面污染物質(zhì)或者是金屬的化合物。但是,由于這種腐蝕程度是需要多種條件來控制的,因此其對人員的技術(shù)和企業(yè)電子清洗設(shè)備的要求也是很高的,如果不能對整個過程實現(xiàn)嚴(yán)密的監(jiān)控,將會對電子元器件造成損害。過氧化氫在清洗過程當(dāng)中主要是被利用于對電子元器件的襯底進行清洗,通過清洗襯底上所附著的金屬化合物質(zhì)或者是絡(luò)合物質(zhì)。最后一種化學(xué)試劑(硫酸)在清洗過程當(dāng)中扮演著非常重要的角色。在使用硫酸對被清洗電子元器件進行清洗過程中必須采用雙氧水這一化學(xué)試劑來減少其反應(yīng)的時間,并且降低硫酸的濃度、反應(yīng)時候的溫度,從而有效的減少了被清洗電子元器件碳化或者是被腐蝕嚴(yán)重的現(xiàn)象發(fā)生。以免讓硫酸對電子元器件造成損害。濕法清洗技術(shù)在眾多清洗技術(shù)當(dāng)中是比較有效的一種技術(shù),但是其依靠化學(xué)反應(yīng)的客觀因素,讓其很有可能造成化學(xué)物質(zhì)殘留從而導(dǎo)致電子元器件被腐蝕的現(xiàn)象。
2.2干法清洗技術(shù)研究
干洗技術(shù)相對于濕洗技術(shù)來說其避免了使用化學(xué)試劑,從而大大減少了化學(xué)物質(zhì)殘留導(dǎo)致電子元器件腐蝕的現(xiàn)象發(fā)生。干洗技術(shù)主要是采用等離子、氣相等清洗技術(shù)方式對電子元器件的金屬化合物和絡(luò)合物進行清洗。對于采用等離子技術(shù)為主的干洗技術(shù),其具有殘留物質(zhì)少、操作難度低等技術(shù)性特點,并且在微電子元器件的清洗行業(yè)當(dāng)中其研究最早、技術(shù)較為成熟,從而在當(dāng)前我國微電子行業(yè)的應(yīng)用最為廣泛。但是,等離子技術(shù)也存在一定的弱點,就是其無法完全祛除存留于微點電子元器件表面的污染物。而氣相技術(shù)的應(yīng)用相對于等離子技術(shù)來說是非常少的,主要原因在于其花費時間長、成本高,并且在采用氣相技術(shù)清洗過程主要是被應(yīng)用于硅片元器件的清洗,對于其他元器件的適用程度較低。
3對微電子清洗技術(shù)的展望
從上文的分析當(dāng)中可以發(fā)現(xiàn),就我國企業(yè)當(dāng)前的資金、人力等現(xiàn)狀來說,我國在微電子清洗工藝當(dāng)中,應(yīng)當(dāng)采用干洗技術(shù)當(dāng)中的等離子技術(shù)。這種微電子工藝清洗技術(shù)不需要進行二次清洗,就能夠達(dá)到超過其他技術(shù)操作之后的結(jié)果。而對于其單次清洗過后殘留的金屬混合物來說,可以在繼續(xù)采用其他清洗方式減少其污染物質(zhì)含量,從而在保證電子元器件質(zhì)量前提下在較短時間內(nèi)較低微電子污染物的含量。
在我國當(dāng)前的微電子清洗行業(yè)當(dāng)中,干洗技術(shù)當(dāng)中的等離子技術(shù)雖然應(yīng)用廣泛,但是受到我國企業(yè)實力等原因更多的企業(yè)仍在采用成本更低的濕洗技術(shù)。對于干洗技術(shù)由于發(fā)展較晚,依舊被更多的企業(yè)作為濕洗技術(shù)的輔助技術(shù)來使用。鑒于干洗技術(shù)更能保證產(chǎn)品質(zhì)量、更加具有效率等優(yōu)點,我國應(yīng)當(dāng)對干洗技術(shù)的研究引以重視,并對研究所干洗技術(shù)研發(fā)給予政策指引、資金支持,從而減少濕洗技術(shù)對自然環(huán)境的污染,促進我國社會主義綠色經(jīng)濟發(fā)展。作者相信并堅信,在未來我國微電子工藝清洗技術(shù)將會伴隨著我國國家實力、教育改革進行的推進不斷發(fā)展,從而解決微電子元器件清洗困難的現(xiàn)狀。
參考文獻
[1]李伙全,陳磊.微電子工藝實踐課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的開發(fā)[J].科教文匯(上旬刊),2012(09).
[2]王蔚,田麗,付強.微電子工藝課/實驗/生產(chǎn)實習(xí)的整合研究[J].中國現(xiàn)代教育裝備,2012(23).
[3]梁齊,楊明武.微電子工藝實驗教學(xué)模式探索[J].實驗室科學(xué),2008(01).
作者簡介
溫曉霞(1984-),女,碩士學(xué)位。現(xiàn)在廣東海洋大學(xué)寸金學(xué)院從事電子工程教學(xué)工作。
作者單位
廣東海洋大學(xué)寸金學(xué)院廣東省湛江市524094
1微電子工藝清洗技術(shù)的理論研究
在微電子元器件的制造過程當(dāng)中,由于其體積小、制造過程復(fù)雜等眾多客觀原因存在,將會很有可能導(dǎo)致微電子元器件在其步驟繁瑣的制造過程當(dāng)中受到污染。這些污染物質(zhì)通常會物理吸附或者是化學(xué)吸附等多種方式在電子元器件生產(chǎn)過程當(dāng)中吸附在其表面。比如說,硅膠材質(zhì)的硅片在其制造過程中污染物質(zhì)通常會以離子或者是以粒子形式吸附在硅片的表面。這些污染物質(zhì)還有可能存在于硅片自身的氧化膜當(dāng)中。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因并不奇怪,這是由于這些污染物質(zhì)破壞掉了硅片表面的化學(xué)鍵,從而導(dǎo)致了在其表面形成了自然的力場,讓眾多污染物質(zhì)輕松吸附或者直接進入到硅片的氧化膜當(dāng)中。在產(chǎn)生這種現(xiàn)象之后,要清洗硅片就非常困難了。在清洗過程中,既要保持不能去破壞硅片的結(jié)構(gòu),又要保持能夠?qū)ξ廴疚镔|(zhì)進行徹底的清洗,以便其對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)當(dāng)中的其他元器件產(chǎn)生污染,這一問題就變得非常棘手,愈發(fā)困難了。在當(dāng)前微電子行業(yè)的大多企業(yè)或是研究所講微電子的清洗技術(shù)兩類:一種叫做濕法清洗;另一種叫做干法清洗。這兩種技術(shù)都能夠保持比較高的清洗度,并且能夠在不破壞電子元器件的化學(xué)鍵的基礎(chǔ)上祛除電子元器件表面或是氧化膜內(nèi)存在的污染物和雜質(zhì)。
2微電子工藝清洗技術(shù)的現(xiàn)狀研究
由于我國行業(yè)的發(fā)展更重視對服務(wù)業(yè)的發(fā)展和我國微電子行業(yè)的起步和發(fā)展較晚,從而致使當(dāng)前我國微電子工藝的清洗技術(shù)比較落后,并且存在諸多的問題。
2.1濕法清洗技術(shù)研究
濕法清洗這一技術(shù),是由上個世紀(jì)六十年代的一名美國科學(xué)家所研究發(fā)明出來的。這種方法主要是通過利用化學(xué)溶劑同有機溶劑和被清洗的微電子元器件之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng),然后再利用多種技術(shù)手段,如:超聲波技術(shù)去污;采用真空去污技術(shù)等多種技術(shù)手段。最終,利用這些步驟實現(xiàn)對微電子元器件的清洗。
在以上濕法清洗電子元器件的步驟當(dāng)中還需要用到種類不一的化學(xué)試劑。這些化學(xué)試劑主要包括氫氧化銨和過氧化氫以及硫酸等物質(zhì)。氫氧化銨主要是被利用于對污染程度不是非常嚴(yán)重的電子元器件的清洗,或者是作為清洗第一部的化學(xué)試劑。其能夠在控制的溫度下、濃度下以及化學(xué)反應(yīng)所經(jīng)歷的時間下等多種條件下,利用化學(xué)反應(yīng)去腐蝕電子元器件的表面污染物質(zhì)或者是金屬的化合物。但是,由于這種腐蝕程度是需要多種條件來控制的,因此其對人員的技術(shù)和企業(yè)電子清洗設(shè)備的要求也是很高的,如果不能對整個過程實現(xiàn)嚴(yán)密的監(jiān)控,將會對電子元器件造成損害。過氧化氫在清洗過程當(dāng)中主要是被利用于對電子元器件的襯底進行清洗,通過清洗襯底上所附著的金屬化合物質(zhì)或者是絡(luò)合物質(zhì)。最后一種化學(xué)試劑(硫酸)在清洗過程當(dāng)中扮演著非常重要的角色。在使用硫酸對被清洗電子元器件進行清洗過程中必須采用雙氧水這一化學(xué)試劑來減少其反應(yīng)的時間,并且降低硫酸的濃度、反應(yīng)時候的溫度,從而有效的減少了被清洗電子元器件碳化或者是被腐蝕嚴(yán)重的現(xiàn)象發(fā)生。以免讓硫酸對電子元器件造成損害。濕法清洗技術(shù)在眾多清洗技術(shù)當(dāng)中是比較有效的一種技術(shù),但是其依靠化學(xué)反應(yīng)的客觀因素,讓其很有可能造成化學(xué)物質(zhì)殘留從而導(dǎo)致電子元器件被腐蝕的現(xiàn)象。
2.2干法清洗技術(shù)研究
干洗技術(shù)相對于濕洗技術(shù)來說其避免了使用化學(xué)試劑,從而大大減少了化學(xué)物質(zhì)殘留導(dǎo)致電子元器件腐蝕的現(xiàn)象發(fā)生。干洗技術(shù)主要是采用等離子、氣相等清洗技術(shù)方式對電子元器件的金屬化合物和絡(luò)合物進行清洗。對于采用等離子技術(shù)為主的干洗技術(shù),其具有殘留物質(zhì)少、操作難度低等技術(shù)性特點,并且在微電子元器件的清洗行業(yè)當(dāng)中其研究最早、技術(shù)較為成熟,從而在當(dāng)前我國微電子行業(yè)的應(yīng)用最為廣泛。但是,等離子技術(shù)也存在一定的弱點,就是其無法完全祛除存留于微點電子元器件表面的污染物。而氣相技術(shù)的應(yīng)用相對于等離子技術(shù)來說是非常少的,主要原因在于其花費時間長、成本高,并且在采用氣相技術(shù)清洗過程主要是被應(yīng)用于硅片元器件的清洗,對于其他元器件的適用程度較低。
3對微電子清洗技術(shù)的展望
從上文的分析當(dāng)中可以發(fā)現(xiàn),就我國企業(yè)當(dāng)前的資金、人力等現(xiàn)狀來說,我國在微電子清洗工藝當(dāng)中,應(yīng)當(dāng)采用干洗技術(shù)當(dāng)中的等離子技術(shù)。這種微電子工藝清洗技術(shù)不需要進行二次清洗,就能夠達(dá)到超過其他技術(shù)操作之后的結(jié)果。而對于其單次清洗過后殘留的金屬混合物來說,可以在繼續(xù)采用其他清洗方式減少其污染物質(zhì)含量,從而在保證電子元器件質(zhì)量前提下在較短時間內(nèi)較低微電子污染物的含量。
關(guān)鍵詞:航空電子元器件 質(zhì)量控制 措施
中圖分類號:V260 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2015)04(c)-0123-01
伴隨航空工業(yè)技術(shù)日新月異的發(fā)展,對單一航空型號電子元器件的使用越來越廣泛,使用數(shù)量越來越多,所以對于電子元器件的質(zhì)量來說,對航空事業(yè)的發(fā)展起到一定的作用。航空電子元器件在使用的過程中不斷進行改造與更新,在設(shè)計、選材、工藝及生產(chǎn)制造方面都展現(xiàn)出一定的優(yōu)勢,使電子元器件的質(zhì)量有所提高。但為了更好的適應(yīng)航空航天的型號,電子元器件的質(zhì)量與安全可靠性還應(yīng)進行科學(xué)合理的改造與提高。因此,在航空電子元器件的選擇、采購及檢測的過程中,應(yīng)加強對其質(zhì)量的控制,使其能夠在航空工業(yè)中得到充分的運用。
1 電子元器件質(zhì)量保證的意義
電子元器件是所有電子設(shè)備的重要組成部分,它的質(zhì)量對電子設(shè)備的正常運行具有重要作用。近年來,隨著我國國防科技的發(fā)展,逐漸將電子元器件應(yīng)用于航空工業(yè)中,使其走向智能化、電子化。電子元器件的大量使用,使其品種逐漸增多,適用于各個領(lǐng)域。現(xiàn)階段,電子元器件的質(zhì)量問題是其生產(chǎn)制造工作的重中之重,其作用在當(dāng)下社會也日益突顯。電子元器件作為航空產(chǎn)品中重要的組成部分,其性能與質(zhì)量需要有一定的技術(shù)基礎(chǔ)。電子元器件的質(zhì)量分為固有質(zhì)量和使用質(zhì)量兩種。固有質(zhì)量是由生產(chǎn)部門決定的,包括其設(shè)計、選材及工藝等。使用質(zhì)量則是由電子元器件的使用者對其進行選擇、采購及檢測等,最終對其質(zhì)量進行控制。電子元器件的質(zhì)量保證是為保證電子元器件的質(zhì)量而進行的相關(guān)活動,對其生產(chǎn)部門與使用者進行質(zhì)量的控制工作。航空電子元器件的質(zhì)量是保證航空型號電子元器件使用過程中是否可靠的重要條件,也是確保航空產(chǎn)品及工作順利進行的重要基礎(chǔ)。
2 航空電子元器件特點
近年來,我國高新技術(shù)不斷發(fā)展,現(xiàn)代武器設(shè)備都逐漸應(yīng)用電子化與自動化的技術(shù),使其更加智能。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,在設(shè)備系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的前提下,對其零件與元件的質(zhì)量可靠性越高。而航空工業(yè)中對電子元器件的使用日漸增多,所以,為保證其系統(tǒng)的穩(wěn)定與可靠,就應(yīng)保證電子元器件的質(zhì)量達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)。
航空電子元器件的特點有四個:可靠性強,壽命長,體積輕便且功耗低,環(huán)境適應(yīng)能力強。
2.1 可靠性強
為適應(yīng)航空型號,電子元器件在壽命、質(zhì)量及可靠性方面應(yīng)積極展現(xiàn)其自身的優(yōu)勢。航空電子元器件的可靠性表現(xiàn)在多方面,首先,對于電子元器件的性能來說,應(yīng)以滿足航空專業(yè)的穩(wěn)定可靠為主,在一定的時間內(nèi)應(yīng)保證不影響航空產(chǎn)品的性能。除此之外,電子元器件對于不同的環(huán)境條件應(yīng)具有一定的適應(yīng)能力,不會因為周圍環(huán)境的影響使其自身的功能削弱,而影響航空產(chǎn)品的整體使用效果。航空電子元器件在生產(chǎn)制造的過程中應(yīng)根據(jù)相應(yīng)的生產(chǎn)規(guī)范進行生產(chǎn),并制定相關(guān)的制度與規(guī)范,進而確保不同等級的電子元器件能夠具有一定的可靠性,在實際的應(yīng)用中發(fā)揮自身的作用。
2.2 壽命長
電子元器件的壽命與其較強的可靠性具有一定的密切聯(lián)系,只有電子元器件的使用壽命延長,才能保證其較高的可靠性。針對工作周期不長的航空產(chǎn)品來說,可以采用壽命較短的電子元器件,但由于航空產(chǎn)品具有相當(dāng)?shù)闹匾裕栽陔娮釉骷倪x擇上仍以壽命長的元器件為主。
2.3 體積輕便且功耗低
航空產(chǎn)品中元器件的功耗、體積的有效降低對航空產(chǎn)品的整體功耗及體積來說具有一定的減輕作用。降低電子元器件的重量與體積不僅要對其進行結(jié)構(gòu)的改造,同時也應(yīng)對裝聯(lián)工藝進行相應(yīng)的改造。在航空電子元器件功能不改變的前提下,對其質(zhì)量與體積進行相應(yīng)的改造,并減少其功耗,進而促進航空電子元器件質(zhì)量的提高。
2.4 環(huán)境適應(yīng)能力強
航空產(chǎn)品主要用于環(huán)境較為惡劣的條件下,所以其電子元器件也應(yīng)具有一定的環(huán)境適應(yīng)能力,在各種環(huán)境下都不會影響其自身功能的發(fā)揮,有效的促進航空產(chǎn)品的高效使用。
3 航空電子元器件質(zhì)量保證體系
3.1 技術(shù)隊伍的建設(shè)
針對航空電子元器件的質(zhì)量與可靠性的研究設(shè)立了相關(guān)的崗位,并根據(jù)相關(guān)的研究情況對其進行有效的改造。針對設(shè)立的不同崗位,其工作內(nèi)容與職務(wù)各不相同,但都為航空事業(yè)及電子元器件的改造工作共同努力。航空技術(shù)隊伍的建設(shè),一定程度上對航空電子元器件的質(zhì)量控制工作做出了相應(yīng)的貢獻。
3.2 航空電子元器件質(zhì)量保證對策
3.2.1 電子元器件生產(chǎn)單位實行質(zhì)量認(rèn)證
加強對電子元器件生產(chǎn)單位的質(zhì)量認(rèn)證工作,在航空產(chǎn)品的電子元器件的選擇方面,應(yīng)盡量選擇質(zhì)量好且生產(chǎn)情況穩(wěn)定的元器件供應(yīng)商。這對于航空產(chǎn)品的穩(wěn)定性與可靠性具有積極的意義。
3.2.2 建立健全航空電子元器件標(biāo)準(zhǔn)體系
航空電子元器件標(biāo)準(zhǔn)體系的建立是對其設(shè)計的規(guī)范,同時對于強化元器件的質(zhì)量控制具有重要意義。現(xiàn)階段,我國僅參考國外先進的電子元器件標(biāo)準(zhǔn)體系進行我國標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)。但由于我國的工業(yè)基礎(chǔ)較落后,所以對于既有的標(biāo)準(zhǔn)無法進行實際有效的運行。因此,我國應(yīng)以自身的實際情況為基礎(chǔ),建立符合我國國情的航空電子元器件標(biāo)準(zhǔn)體系。
3.2.3 重視電子元器件目錄的編制工作
對于電子元器件目錄的編制工作應(yīng)予以一定的重視,因為不同型號元器件的有效記錄對于元器件型號的選用時具有一定的輔助作用,能夠有效的對其進行采購管理,同時也能夠保證元器件型號的穩(wěn)定性。
3.2.4 建立電子元器件信息管理平臺
為加強航空電子元器件的質(zhì)量控制工作,對電子元器件的信息管理工作十分重要。通過對相關(guān)信息的有效管理,實現(xiàn)元器件使用部門與生產(chǎn)部門的有效溝通與連接。
4 結(jié)語
綜上所述,伴隨我國航空事業(yè)的飛速發(fā)展,對航空產(chǎn)品起到至關(guān)重要作用的航空電子元器件越來越得到眾多的關(guān)注。文章通過對航空電子元器件質(zhì)量控制工作的意義及其特點進行詳細(xì)的分析,探究出航空電子元器件質(zhì)量控制工作的具體策略與建議。通過對電子元器件自身特點的分析,找出有效提高其質(zhì)量控制的方法。航空工業(yè)的發(fā)展一定程度上帶動了我國社會經(jīng)濟的發(fā)展,同時也提高了我國航空事業(yè)在國際中的地位。所以,對于航空電子元器件質(zhì)量的控制工作應(yīng)予以一定的重視,對于航空事業(yè)的發(fā)展具有一定的推動作用。
參考文獻
[1] 胡筱紅,史左敏,周航,等.淺析航空電子元器件的質(zhì)量控制[J].消費電子,2014(6).