1化学清洗
在半导体器件的工艺实验中，化学清洗是指去除半导体、金属材料和电器表面吸附的各种有害杂质或油污。清洗方法是利用各种化学试剂和有机熔剂，将吸附在被清洗物体表面的杂质和油污反应溶解，或者通过超声波、加热、抽真空等物理措施，将杂质从被清洗物体表面脱附，然后用大量高纯度冷热去离子水冲洗，得到干净的物体表面。
1.1化学清洗的重要性
化学清洗是每个工艺实验的难题。化学清洗的质量严重影响实验结果。如果处理不当，实验结果得不到或不好。因此，明确化学清洗的作用和原理具有重要意义。众所周知，半导体的一个重要特性就是对杂质非常敏感。只要有六和联盟分之一甚至微量杂质，就会对半导体的物理性质产生影响。我们利用这一特性，通过掺杂的方法制造出具有各种功能的半导体器件。然而，由于这一特性，给半导体器件的工艺实验带来了麻烦和困难。使用的化学试剂、生产工具、清洗水等。可能成为有害杂质的污染源。即使清洁的半导体晶片长时间暴露在空气中也会引入明显的杂质污染。化学清洗是为了消除有害杂质，保持硅片表面清洁。
1.2化学清洗范围
化学清洗主要包括三个方面的清洗，一是硅片表面的清洗；二是所用金属材料的清洗(如蒸发电极用钨丝、蒸发基板用钼片、蒸发源用铝合金、铬板用铬等。)；三是工具器具(如金属镊子、石英管、玻璃容器、石墨模具、塑料橡胶制品等)的清洗。).
1.3硅片表面污染的杂质类型
(1)分子杂质的吸附
以分子形式吸附在硅片表面的典型污染物主要是天然或合成油、树脂和油。衬底制备中切割、研磨和抛光引入的杂质大部分属于这种类型。此外，操作者手指上的油脂、光刻胶和有机溶剂的残留物也属于这种类型。
分子杂质的吸收特性是它们与硅片表面的接触通常是通过静电吸引来维持的，这是一种物理吸附现象。由于天然或合成油、树脂和油的分子一般以非极性分子存在，它们是通过杂质的中性分子与硅原子在硅片表面的残余力相互吸引而结合在一起的，这种结合是不平衡的。结合力与分子晶体结构中分子间的范德华力相同。这种吸引力较弱，并且随着分子间距的增大而迅速减弱，因此这种力的范围只有2 ~ 3 10-8 cm(即2-3埃)左右，这是与分子直径一样大的距离，因此彻底去除这些分子杂质相对容易。分子杂质的另一个重要特征是大部分是不溶于水的有机化合物，当它们吸附在硅片表面时，会使硅片表面疏水，从而阻碍去离子水或酸碱溶液与硅片表面的有效接触，使去离子水或酸碱溶液无法与硅片表面或其他杂质颗粒相互作用，无法进行有效的化学清洗。(2)离子杂质的吸附
以离子形式吸附在硅片表面的杂质一般包括k、Na、Ga2、Mg2、Fe2、h、(OH)-、F-、Cl-、S2-、(CO3)2-等。这类杂质可来自空气、电器设备、化学药品、低纯度去离子水、自来水、操作人员口鼻呼吸、汗液等。
离子型杂质吸附大多属于化学吸附的范畴，其主要特征是杂质离子通过化学键力与硅片表面结合，这些杂质离子与硅片表面原子的平衡距离很小，可以认为这些杂质离子已经成为整个硅片的一部分。根据化学吸附杂质的性质，部分可以是晶格自由电子的结合中心，起到电子陷阱的作用，起到受体的作用；有的可以作为自由孔的结合中心，起到供体的作用。由于强化学吸附，除去这种杂质离子比除去分子杂质要困难得多。
(3)原子杂质的吸附
以原子形式吸附在硅片表面形成污染的杂质主要是指金、银、铜、铁、镍等金属原子。这些金属原子通常来自酸性蚀刻液，金属离子通过置换反应还原为原子，吸附在硅片表面。
原子杂质的吸附能力最强，难以去除。此外，金、铂等重金属原子不易与常见的酸碱溶液发生反应，因此必须使用王水等化学试剂形成络合物并溶解在试剂中，才能用高纯去离子水冲洗掉。
1.4硅片清洗的一般程序
根据以上分析，分子杂质可以很容易地去除。这种杂质的存在会掩盖离子和原子杂质的去除。因此，化学清洗硅片时，应先清洗。
离子型和原子型吸附杂质属于化学吸附杂质，具有较强的吸附能力。一般来说，原子型吸附杂质的量很少，它们不与酸和碱反应，所以必须用王水或酸性过氧化氢溶解。王水和酸性过氧化氢也可以去除离子杂质。因此，在化学清洗中，一般先用酸、碱溶液或碱性过氧化氢去除离子吸附杂质，再用王水或酸性过氧化氢去除残留的离子杂质和原子杂质。最后，用高纯度去离子水冲洗。
综上所述，清洗硅片的一般程序是：去油去离子去氧去离子水漂洗
在每次实验之前，硅片必须经过化学清洗。但由于每次清洗前硅片的表面状况不同，每次清洗所用的化学药品侧重点不同，具体清洗工艺灵活。所以一定要根据具体情况考虑清洗的实际效果，确定每次清洗工作的具体方法和步骤。1.5常用金属和器具的清洁处理
实验中使用的金属材料和工具也是造成硅片污染的主要原因之一。我们必须做好金属和器皿的清洁工作。清洗金属和器皿的一般原则是先清洗油脂，然后用酸、碱或洗涤液和王水腐蚀或清洗，最后用高纯去离子水漂洗。
2安全知识
实验中经常使用各种化学物质和气体。其中有些是易燃、易爆、毒品和酸碱等腐蚀性物质。如果使用不当，就会发生事故。首先，我们应该避免事故。发生事故时，不要惊慌，及时采取正确措施排除故障。
2.1有机溶剂的安全使用
常用的有机溶剂有甲苯、丙酮、乙醇、丁酮、三氯乙烯、四氯化碳等。这些有机溶剂大多易燃，暴露在高温或明火下会燃烧。它们应该储存在阴凉的地方，远离火源。使用时，不要直接放在电炉上加热。如果需要加热，一般采用水浴加热。如遇火灾，可用湿布或细沙扑灭。最好使用二氧化碳、四氯化碳灭火器或泡沫灭火器灭火。不要用水或含水酸碱灭火器喷洒。
这些有机溶剂易挥发，有不同程度的毒性，因此应在通风柜中操作，以增强排气。
2.2酸碱的安全使用
实验中常用硫酸、硝酸、盐酸、氢氟酸、王水等强酸溶液和氢氧化钠、氢氧化钾等强碱溶液。它们对人体和衣物有很强的腐蚀作用，所以一定要注意安全使用。
(1)有酸碱蒸气的地方，应安装良好的通风和排气设备。
(2)操作人员应穿戴合适的防护服(如橡胶手套和口罩等)。).
(3)严禁用嘴将酸、碱等液体吸入移液管内，应使用带橡皮球的移液管吸取。
(4)搬运时要小心，防止酸碱瓶倾倒或破碎。密封时，应将瓶子打开至空处。
(5)稀释硫酸时，必须将硫酸缓慢注入水中，不要将水倒入硫酸中。
(6)中和浓酸或浓碱时，必须先用水稀释，再用碱或酸溶液中和。
(7)装有强酸强碱的容器应倾倒干净，并在一般清洗处理前用水冲洗多次。
如果被酸碱灼伤，先用大量清水冲洗眼睛。如果有酸碱溅到眼睛里，要用大量的自来水快速冲洗眼睛。无论严重烧伤还是眼睛喷溅，冲洗后立即去医院治疗。
2.3气体的安全使用
所用气体一般储存在钢瓶内或通过输气管道输送。当一些气体混合时，很容易引起燃烧或爆炸。
为了识别气瓶中含有何种气体，除了气体名称的字样外，还经常使用不同的颜色和文字来标记用于各种气体的气瓶。钢瓶内的气体通常具有较高的气压，新安装的钢瓶内的气压约为150 kg/cm2，因此在储存和使用过程中要注意安全。
(1)夏季不要将气瓶放在阳光暴晒的地方。气瓶附近禁止放置易燃物品和火源。
(2)相互接触会引起燃烧或爆炸的气瓶(如氢气瓶、氧气瓶)必须分开存放，避免因漏气造成事故。
(3)气瓶内的气体不能完全用完，一般应留有一定量的残余气体。
(4)严禁用油脂污染缸口和移动的儿童。
(5)使用氢气时，必须用惰性气体吹扫设备内的空气，检查系统是否泄漏，并安装回火装置。
2.4有毒物质的安全使用
当实验中使用有毒化学试剂和化合物时，应注意防止中毒。安全使用的原则是：
(1)作业应在通风柜内进行，用过的残渣和残液应处理后倾倒在安全的地方。
(2)操作人员应佩戴口罩和手套，严禁接触皮肤或误入。
(3)实验结束后，手套必须用水冲洗干净后才能摘下。
以上是关于化学清洗和安全防护的内容，化学清洗工程中必须加强安全防护。
