湿法清洗——RCA清洗

RCA清洗

Kern等人于1965年提出了RCA清洗法，清洗流程分为两步：SC-1、SC-2。后由Ohnishi、Akiya等研究者的改进，形成了目前通用的RCA清洗技术-SPM、DHF、SC-1、SC-2。SPM即体积分数为98%的H2SO4和30%H2O2按照4：1比例配置而成，在120~150℃之间具有极强的氧化性，可以将硅片表面粘附的有.机物氧化为H2O和CO2，从而有效去除有.机物杂质。但是高浓度的硫酸往往会将有.机物碳化，SPM溶液无法除去碳化后的有.机物。

DHF即稀HF溶液，HF：H2O为1：100~1：250之间，在20~25℃之间具有较强的腐蚀性，可以有效去除硅片表面的自然氧化层，同时与氧化层中的金属元素（Al、Zn、Fe等）发生氧化还原反应，形成金属离子进而被除去，而且不影响硅片表层的硅原子。SC-1即NH3·H2O和H2O2和H2O按照1：1：5的比例配置而成，于70℃清洗10min，硅片表面的硅原子薄层被NH3·H2O腐蚀剥落，连带在硅片表面的颗粒状杂质随之脱落进入到清洗液中，从而有效去除颗粒杂质。实验表明，当H2O：H2O2：NH3·H2O为5：1：0.25时，颗粒的去除率zui高，但是增加了硅片表层的粗糙度和缺陷。SC-2即HCl和H2O2和H2O按照1：1：5的比例配置而成，于70℃清洗10min，硅片表面的金属及其化合物产生氧化还原反应，形成金属离子进入到清洗液中，从而有效去除金属杂质。实验表明，当溶液的PH值在3~5.6之间，不仅可以去除金属及其氧化物，而且可以防止金属离子的再次附着。

按照SPM、DHF、SC-1、SC-2顺序的RCA清洗技术基本上满足了大部分硅片洁净度的要求，而且使硅片表面钝化。TMPan[10]等人在RCA清洗的SC-1过程中加入了羟化四甲胺（TMAH）和乙二胺四乙酸（EDTA），于80℃环境下清洗硅片3min。由于羟化四甲胺阳离子与Si结合显示出疏水性，而羟化四甲胺阳离子与杂质粒子吸附显示亲水性，羟化四甲胺阳离子逐渐渗透到Si与杂质粒子之间，携带杂质离开硅片表面融入水中。测量显示硅片表面的颗粒杂质和金属离子基本被除去而且效.果优于传统的RCA清洗，同时还提高了硅片的电化学性能。

这种方法省去了SC-2的清洗过程，简化了RCA清洗技术。用该方法清洗硅片，不仅提高了清洗效率、降.低成本、节约时间、获得优异的表面洁净度，而且还提高了硅片的电化学性能，适合全.面推广。