CN110993485A - 一种氮化硅陶瓷覆铜基板的表面钝化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及半导体技术领域。一种氮化硅陶瓷覆铜基板的表面钝化方法,在完成图形蚀刻以后进行氮化硅陶瓷覆铜基板的表面钝化;步骤一,用1%~5%浓度氢氟酸溶液将氮化硅陶瓷覆铜基板浸泡钝化;步骤二,氮化硅陶瓷覆铜基板用去离子水超声浸泡清洗;步骤三,氮化硅陶瓷覆铜基板用异丙醇浸泡清洗;步骤四,将氮化硅陶瓷覆铜基板热风烘干。通过以上钝化工序,可有效去除产品表面亲水性键合结构(Si‑OH),从而降低氮化硅表面漏电流随环境变化的漂移值,提高产品绝缘可靠性。

Description

一种氮化硅陶瓷覆铜基板的表面钝化方法
技术领域
本发明涉及半导体技术领域,具体是氮化硅陶瓷覆铜基板。
背景技术
氮化硅陶瓷覆铜基板是一种高机械强度、高导热和具有电绝缘性的电路基板,主要应用于大功率及发热较大的半导体模块及功率半导体器件。目前市场上氮化硅陶瓷覆铜基板的制程主要包括:氮化硅和铜进行活性金属钎焊烧结、图形转移及蚀刻、表面处理等。
氮化硅陶瓷覆铜基板经过碱性蚀刻体系清除焊料层后,其表面容易残存亲水性键合结构(Si-OH),而这种亲水性键合结构用常规的清洗工艺(去离子水超声浸泡-异丙醇浸泡-热风烘干)无法去除,这会导致Si3N4陶瓷覆铜基板电绝缘性能出现漂移,主要表现在产品岛间漏电流值存在一定的漂移性。尤其在湿度大,高电压使用环境下将可能引起绝缘不良,导致产品或器件失效。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提供一种氮化硅陶瓷覆铜基板的表面钝化方法,以解决以上至少一个技术问题。
为了达到上述目的,本发明提供了一种氮化硅陶瓷覆铜基板的表面钝化方法,其特征在于,在完成图形蚀刻以后进行氮化硅陶瓷覆铜基板的表面钝化;
步骤一,用1%~5%浓度氢氟酸溶液将氮化硅陶瓷覆铜基板浸泡钝化;
步骤二,氮化硅陶瓷覆铜基板用去离子水超声浸泡清洗;
步骤三,氮化硅陶瓷覆铜基板用异丙醇浸泡清洗;
步骤四,将氮化硅陶瓷覆铜基板热风烘干。
进一步优选地,步骤一中,浸泡钝化的时间为10~20min。
进一步优选地,步骤一中,1%~5%浓度氢氟酸溶液采用49%的氢氟酸溶液稀释获得。
进一步优选地,步骤二中,浸泡清洗时间为3~5min。
进一步优选地,步骤三中,浸泡清洗时间为1~5min。
进一步优选地,步骤四中,热风烘干的温度为80±5℃,时间5~10min。
有益效果:通过以上钝化工序,可有效去除产品表面亲水性键合结构(Si-OH),从而降低氮化硅表面漏电流随环境变化的漂移值,提高产品绝缘可靠性。
具体实施方式
下面对本发明做进一步的说明。
一种氮化硅陶瓷覆铜基板的表面钝化方法,在完成图形蚀刻以后进行氮化硅陶瓷覆铜基板的表面钝化;
步骤一,用49%的氢氟酸溶液稀释获得1%~5%浓度氢氟酸溶液将氮化硅陶瓷覆铜基板浸泡钝化10~20min;
步骤二,氮化硅陶瓷覆铜基板用去离子水超声浸泡清洗3~5min;
步骤三,氮化硅陶瓷覆铜基板用异丙醇浸泡清洗1~5min;
步骤四,将氮化硅陶瓷覆铜基板热风烘干,温度为80±5℃,时间5~10min。
有益效果:通过以上钝化工序,可有效去除产品表面亲水性键合结构(Si-OH),从而降低氮化硅表面漏电流随环境变化的漂移值,提高产品绝缘可靠性。避免了漏电流大会引起产品绝缘不良,造成产品报废的问题。
去离子水温度为常温。
上述钝化与清洗结合的钝化方法与传统的清洗效果进行比较,漏电流值测试比较结果如下:
测试条件(间隔时间) 本专利的钝化方法 常规清洗工艺
清洗后0.5h漏电流/nA 8.7 10.7
清洗后5h再测漏电流/nA 2.06 15.5
清洗后20h再测漏电流/nA 2.98 41.3
清洗后44h再测漏电流/nA <1 8.11
测试条件:1)测试间隔时间:0.5h、5h、20h、44h;
2)电流:1000V DC;
3)室温、无湿度控制。
上述测试结果采用的常规的清洗工艺,包括如下步骤,去离子水超声浸泡3~5min;异丙醇浸泡1~5min;热风烘干温度为80±5℃,时间5~10min。
以上仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种氮化硅陶瓷覆铜基板的表面钝化方法,其特征在于,在完成图形蚀刻以后进行氮化硅陶瓷覆铜基板的表面钝化;
步骤一,用1%~5%浓度氢氟酸溶液将氮化硅陶瓷覆铜基板浸泡钝化;
步骤二,氮化硅陶瓷覆铜基板用去离子水超声浸泡清洗;
步骤三,氮化硅陶瓷覆铜基板用异丙醇浸泡清洗;
步骤四,将氮化硅陶瓷覆铜基板热风烘干。
2.根据权利要求1所述的一种氮化硅陶瓷覆铜基板的表面钝化方法,其特征在于:步骤一中,浸泡钝化的时间为10~20min。
3.根据权利要求1所述的一种氮化硅陶瓷覆铜基板的表面钝化方法,其特征在于:步骤一中,1%~5%浓度氢氟酸溶液采用49%的氢氟酸溶液稀释获得。
4.根据权利要求1所述的一种氮化硅陶瓷覆铜基板的表面钝化方法,其特征在于:步骤二中,浸泡清洗时间为3~5min。
5.根据权利要求1所述的一种氮化硅陶瓷覆铜基板的表面钝化方法,其特征在于:步骤三中,浸泡清洗时间为1~5min。
6.根据权利要求1所述的一种氮化硅陶瓷覆铜基板的表面钝化方法,其特征在于:步骤四中,热风烘干的温度为80±5℃,时间5~10min。
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