CN107359110A - 一种用于氮化铝陶瓷基片氧化处理方法 - Google Patents

一种用于氮化铝陶瓷基片氧化处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于氮化铝陶瓷基片氧化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：101、对氮化铝基片表面进行预清洗；102、将放置有经预清洗的氮化铝基片的炉管内空气抽出；103、向该真空的炉管内通入氮气使得炉管内部压力达到预定压力值，并持续通入氮气直至氧化结束；104、将该炉管升温至预定温度值并持续至氧化结束；105、向该高温的炉管内持续通入氧气直至氧化结束；106、炉管高温氧化结束，将炉管降温至常温，关闭氮气和氧气，关闭真空泵，取出氮化铝基片。本发明通过设定炉管内升降温温度、炉管腔体压力以及所需气体种类、气流流量和通气顺序，改善氮化铝陶瓷基片表面氧化不充分，提高了氮化铝基片表面氧化致密性和良好的均匀性。

Description

一种用于氮化铝陶瓷基片氧化处理方法
技术领域
本发明涉及半导体器件领域，特别是涉及一种用于氮化铝陶瓷基片氧化处理方法。
背景技术
薄膜电路制造领域内，大都采用氧化铝和氮化铝基片做为生产用，相比之下，氮化铝基片有着更优异的性能和适应能力。但是，目前的氮化铝基片在制造器件电路过程中，氮化铝陶瓷基片表面氧化不充分，使得器件质量出现问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于氮化铝陶瓷基片氧化处理方法，可以改善氮化铝陶瓷基片表面氧化不充分，提高氧化均匀性。
为达到上述目的，本发明提供的一种用于氮化铝陶瓷基片氧化处理方法，包括以下步骤：
101、预清洗处理，对氮化铝基片表面进行预清洗；
102、真空处理，将放置有经预清洗的氮化铝基片的炉管内空气抽出，以进行真空处理；
103、一次通气，向该真空的炉管内通入氮气使得炉管内部压力达到预定压力值，并持续通入氮气直至氧化结束；
104、升温烘烤，将该炉管升温至预定温度值并持续至氧化结束，对氮化铝基片进行高温烘烤；
105、二次通气，向该高温的炉管内持续通入氧气直至氧化结束，对氮化铝基片进行高温氧化；
106、结束处理，炉管高温氧化结束，将炉管降温至常温，关闭氮气和氧气，关闭真空泵，取出氮化铝基片。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明的一种用于氮化铝陶瓷基片氧化处理方法，通过设定炉管内升降温温度、炉管腔体压力以及所需气体种类、气流流量和通气顺序，改善氮化铝陶瓷基片表面氧化不充分，提高了氮化铝基片表面氧化致密性和良好的均匀性。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例提供一种用于氮化铝陶瓷基片氧化处理方法，包括以下步骤：
步骤101、预清洗处理，对氮化铝基片表面进行预清洗。
预清洗的具体步骤如下：
(a)将氮化铝基片放入温度为100℃的硫酸混合溶液浸泡清洗20min，硫酸混合溶液由浓硫酸和H202按照6:1的体积比进行配置，以去除氮化铝基片表面的氧化物；
(b)将氮化铝基片放入温度为40℃的浓盐酸浸泡清洗10min，以去除氮化铝基片表面的金属离子，提高后续工艺中功能器件的附着性能；
(c)在常温下对氮化铝基片进行纯水清洗并甩干，纯水清洗时间为10min，甩干干燥时间为3min，以去除氮化铝基片表面的酸性物质残留；
(d)在30℃的丙酮液中对氮化铝基片进行超声波清洗，清洗时间为15min，以去除氮化铝基片表面的油污和有机物；
(e)在30℃的IPA液中对氮化铝基片进行超声波清洗，清洗时间为10min，以去除氮化铝基片表面油污和有机物；
(f)采用步骤(c)处理氮化铝基片后备用。在常温下对氮化铝基片进行纯水清洗并甩干，纯水清洗时间为10min，甩干干燥时间为3min，以保持氮化铝基片表面清洁干燥。
步骤102、真空处理，将放置有经预清洗的氮化铝基片的炉管内空气抽出，以进行真空处理。
在常温中，将预清洗处理好的氮化铝基片放入炉管内恒温区，然后密闭炉门。打开与该炉管连接的真空泵，抽取炉管内空气，使得炉管内部压力达到1.0*10-3mTorr。
步骤103、一次通气，向该真空的炉管内通入氮气使得炉管内部压力达到预定压力值，并持续通入氮气直至氧化结束。
在炉管达到预定真空度后，向该真空的炉管内通入N2，使得炉管内部压力达到4.0*10-2mTorr，然后持续通入100sccm的N2至氧化结束。
步骤104、升温烘烤，将该炉管升温至预定温度值并持续至氧化结束，对氮化铝基片进行高温烘烤。
在炉管内氮气的压力达到预定压力值后，将该炉管内温度升温至500-1000℃，取500℃、550℃、600℃、650℃、700℃、750℃、800℃、850℃、900℃、950℃、1000℃等，并持续至氧化结束，使得氮化铝基片在高温下氧化，保证氧化效果。
步骤105、二次通气，向该高温的炉管内持续通入氧气直至氧化结束，对氮化铝基片进行高温氧化。
在该炉管温度达到预定温度值后，向炉管内持续通入200sccm的O2，以进行高温氧化，高温氧化持续时间为1-4H，取1H、1.5H、2H、2.5H、3H、3.5H、4H等。
步骤106、结束处理，炉管高温氧化结束，将炉管降温至常温，关闭氮气和氧气，关闭真空泵，取出氮化铝基片。
在步骤105的炉管高温氧化工艺结束后，先将炉管降温至常温，再关闭氮气和氧气，然后关闭真空泵，最后取出氮化铝基片。
在炉管(高温炉管)中，先放入预先处理好的氮化铝基片，再设定炉管内升降温温度、炉管腔体压力以及所需气体种类、气流流量和通气顺序，对基片进行氧化处理，保证了基片氧化一致性和均匀性。
应当理解，本发明上述实施例及实例，是出于说明目的而进行的描述，并非因此限制本发明的范围。本发明的范围由权利要求项定义，而不是由上述实施例及实例定义。

Claims (9)

1.一种用于氮化铝陶瓷基片氧化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
101、预清洗处理，对氮化铝基片表面进行预清洗；
102、真空处理，将放置有经预清洗的氮化铝基片的炉管内空气抽出，以进行真空处理；
103、一次通气，向该真空的炉管内通入氮气使得炉管内部压力达到预定压力值，并持续通入氮气直至氧化结束；
104、升温烘烤，将该炉管升温至预定温度值并持续至氧化结束，对氮化铝基片进行高温烘烤；
105、二次通气，向该高温的炉管内持续通入氧气直至氧化结束，对氮化铝基片进行高温氧化；
106、结束处理，炉管高温氧化结束，将炉管降温至常温，关闭氮气和氧气，关闭真空泵，取出氮化铝基片。
2.根据权利要求1所述一种用于氮化铝陶瓷基片氧化处理方法，其特征在于，所述步骤101的预清洗处理的具体步骤如下：
(a)将氮化铝基片放入温度为100℃的硫酸混合溶液浸泡清洗20min；
(b)将氮化铝基片放入温度为40℃的浓盐酸浸泡清洗10min；
(c)在常温下对氮化铝基片进行纯水清洗并甩干，纯水清洗时间为10min，甩干干燥时间为3min；
(d)在30℃的丙酮液中对氮化铝基片进行超声波清洗，清洗时间为15min；
(e)在30℃的IPA液中对氮化铝基片进行超声波清洗，清洗时间为10min；
(f)执行步骤(c)处理氮化铝基片。
3.根据权利要求2所述一种用于氮化铝陶瓷基片氧化处理方法，其特征在于，所述步骤(a)中，硫酸混合溶液由浓硫酸和H202按照6:1的体积比进行配置。
4.根据权利要求1所述一种用于氮化铝陶瓷基片氧化处理方法，其特征在于，所述步骤102中，采用真空泵抽取炉管内空气，使得炉管内部压力达到1.0*10-3mTorr。
5.根据权利要求1所述一种用于氮化铝陶瓷基片氧化处理方法，其特征在于，所述步骤103中，向炉管内通入N2使得炉管内部压力达到4.0*10-2mTorr。
6.根据权利要求1所述一种用于氮化铝陶瓷基片氧化处理方法，其特征在于，所述步骤103中，持续通入100sccm的N2直至氧化结束。
7.根据权利要求1所述一种用于氮化铝陶瓷基片氧化处理方法，其特征在于，所述步骤104中，预定温度值为500-1000℃。
8.根据权利要求1所述一种用于氮化铝陶瓷基片氧化处理方法，其特征在于，所述步骤105中，向炉管内持续通入200sccm的O2直至氧化结束。
9.根据权利要求1所述一种用于氮化铝陶瓷基片氧化处理方法，其特征在于，所述步骤105中，高温氧化的持续时间为1-4H。
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