二極管濕法刻蝕方法
【專利摘要】本發明公開了二極管濕法刻蝕方法。該二極管濕法刻蝕方法包括以下步驟：a、腐蝕導電層及阻擋層，形成多個被腐蝕單元；b、腐蝕形成于多個被腐蝕單元間的粘附層；c、腐蝕多個被腐蝕單元的導電層的邊緣部分及阻擋層的邊緣部分，使被腐蝕單元的粘附層的邊緣從導電層及阻擋層下露出。本發明比現有的濕法刻蝕增加了一步二次腐蝕導電層和阻擋層的步驟。這樣使得到粘附層比上面的阻擋層和導電層多露出一個邊，有效減少粘附層鉆蝕情況的發生。在鏡下檢查時，根據該邊的存在與否來判定底層金屬層粘附層是否鉆蝕。該邊存在，說明未出現鉆蝕，該邊的存在不會對產品的使用產生影響。
【專利說明】二極管濕法刻蝕方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及二極管制造方法，特別涉及肖特基勢壘二極管濕法刻蝕方法。
【背景技術】
[0002]肖特基勢壘二極管(SBD)的正面采用多層金屬結構，在這種結構中由硅襯底4向上依次為粘附層1、阻擋層2(過濾層)和導電層3。
[0003]在肖特基勢壘二極管制造過程中，硅襯底上的多層金屬層腐蝕的濕法腐蝕方法有多種。例如:
[0004]方法1，采取逐層腐蝕，先腐蝕導電層，然后腐蝕阻擋層，最后再腐蝕粘附層。這種方法對工藝要求高，想達到如圖1所述的理想的效果比較難，容易造成底層金屬層粘附層的過腐蝕(如圖2中10所示的鉆蝕)，或造成金屬的分層，金屬邊緣不齊等工藝問題。
[0005]方法2，采取阻擋層和導電層一起腐蝕的方法，然后再腐蝕粘附層。采用方法2來腐蝕多層金屬較為多見。這種方法比方法I要簡單，但缺點還是底層金屬層易鉆蝕，產生如圖2中的10所示的問題，即底層金屬層粘附層被鉆蝕。由于鏡下檢查時是從上面往下看，只能看到導電層的表面情況，底層金屬即使被腐蝕也不能檢查到其下面粘附層腐蝕后的情況，因此鉆蝕情況不容易被檢查出來。一旦出現鉆蝕問題，會影響器件的可靠性，而且鉆蝕嚴重的會引起金屬層脫落等問題。
[0006]但是，此類問題一般被認為是這種工藝固有的，并未引起人們重視和改進的動機。
【發明內容】
[0007]本發明的目的是提供一種二極管濕法刻蝕方法，可以克服上述現有技術缺陷中的一個或多個。
[0008]根據本發明的一個方面，提供了二極管濕法刻蝕方法，包括以下步驟:a、腐蝕導電層及阻擋層，形成多個被腐蝕單元；b、腐蝕多個所述被腐蝕單元間的粘附層；c、腐蝕多個所述被腐蝕單元的導電層的邊緣部分及阻擋層的邊緣部分，使所述被腐蝕單元的粘附層的邊緣從導電層及阻擋層下露出。
[0009]本發明比現有的濕法刻蝕增加了一步二次腐蝕導電層和阻擋層的步驟。這樣使粘附層比上面的阻擋層和導電層多露出一個邊，有效減少粘附層鉆蝕情況的發生。在鏡下檢查時，根據該邊的存在與否來判定底層金屬層粘附層是否鉆蝕。該邊存在，說明未出現鉆蝕，該邊的存在不會對產品的使用產生影響。
[0010]在一些實施方式中，步驟a包括，在待腐蝕的帶多層金屬的硅片上施加掩膜；將已掩膜硅片置入導電層腐蝕液中，對掩膜窗口內的導電層進行一次腐蝕；將已腐蝕掉導電層的硅片置入阻擋層腐蝕液中，對掩膜窗口內的阻擋層進行一次腐蝕。
[0011]在一些實施方式中，步驟c包括:將步驟b得到的硅片置入導電層腐蝕液中，對掩膜窗口內的導電層進行二次腐蝕；將經導電層二次腐蝕的硅片置入阻擋層腐蝕液中，對掩膜窗口內的阻擋層進行二次腐蝕。[0012]在一些實施方式中，步驟a包括:在待腐蝕的帶多層金屬的硅片上施加掩膜，掩膜窗口為單晶的切割邊緣；已掩膜硅片置入能同時腐蝕導電層及阻擋層的導電層-阻擋層腐蝕液中，對掩膜窗口內的導電層及阻擋層進行一次腐蝕。由此，減少腐蝕步驟，使工藝簡單，減少各層分層及金屬邊緣不齊等現象。
[0013]在一些實施方式中，步驟c包括:將步驟b中得到的硅片再次置入導電層-阻擋層腐的蝕液中，對導電層及阻擋層進行二次腐蝕。由此，減少腐蝕步驟，使工藝簡單，減少金屬的分層，金屬邊緣不齊等現象的產生。
[0014]在一些實施方式中，步驟c中腐蝕時間比步驟a中腐蝕時間短。使粘附層較上面的阻擋層和導電層多露出一個邊的同時又不會對阻擋層和導電層過度腐蝕。
[0015]在一些實施方式中，步驟b中，采用粘附層腐蝕液腐蝕多個所述被腐蝕單元間的粘附層。
[0016]在一些實施方式中，每次腐蝕后對經過腐蝕處理的硅片沖水。去除殘留的腐蝕液，防止對導電層及阻擋層過度腐蝕，消除對下一處理步驟的影響。
[0017]在一些實施方式中，在所述步驟c后還包括步驟d:將經步驟c處理的硅片進行檢查，能夠看到粘附層的邊緣從導電層及阻擋層下露出判斷為未出現鉆蝕。由此可以判斷二極管是否合格。
[0018]本發明克服了硅片上多層金屬腐蝕時易產生鉆蝕現象的問題。同時解決了底層金屬鉆蝕不易被發現的問題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為理想狀態下二極管的多層金屬腐蝕后的結構示意圖；
[0020]圖2為采用現有的濕法腐蝕方法產生鉆蝕情況示意圖；
[0021]圖3為采用本發明的二極管濕法刻蝕方法腐蝕后結構示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面對本發明的刻蝕方法作進一步詳細的說明。
[0023]如圖1所示，肖特基勢壘二極管的硅襯底4正面的多層金屬結構依次為粘附層1、阻擋層2及導電層3。用于制造肖特基勢壘二極管的硅片的層結構與肖特基勢壘二極管的層結構相同。
[0024]實施例1
[0025]步驟a:
[0026]采用掩膜蝕刻方法，在待腐蝕的帶多層金屬的硅片上以常規的方式施加掩膜，掩膜窗口位置為多個被腐蝕單元的切割邊緣；
[0027]將已掩膜硅片置入能夠腐蝕導電層3的導電層腐蝕液中，對掩膜窗口內的導電層3進行一次腐蝕,形成多個被腐蝕單元；
[0028]將已腐蝕掉導電層的硅片沖水；
[0029]將沖水后的硅片置入能夠腐蝕阻擋層2的阻擋層腐蝕液中，對掩膜窗口內的阻擋層2進行一次腐蝕，將多個被腐蝕單元間的阻擋層2腐蝕掉；
[0030]將已腐蝕掉阻擋層2的硅片沖水。[0031]步驟b:
[0032]用能夠腐蝕粘附層I的粘附層腐蝕液腐蝕多個被腐蝕單元間的粘附層1，使多個被腐蝕單元間完全分開；
[0033]將腐蝕掉粘附層I的硅片沖水，去除殘留的粘附層腐蝕液，防止對粘附層I過度腐蝕及消除殘存的粘附層腐蝕液對下一處理步驟的影響。
[0034]步驟c:
[0035]將步驟b得到的硅片置入導電層腐蝕液中，對掩膜窗口內的導電層3進行二次腐蝕。此步驟中導電層腐蝕液與步驟a中導電層腐蝕液相同，腐蝕時間比步驟a中導電層一次腐蝕的時間短；步驟a中對導電層3 —次腐蝕的腐蝕時間與步驟c中對導電層3 二次腐蝕的腐蝕時間之和等于或大于傳統方法中對導電層3的腐蝕時間。根據導電層金屬厚度不同，確定兩次腐蝕時間的比例，例如金屬厚度較大時，可以選擇第一次和第二次腐蝕時間比為8:2，金屬厚度較小時，則可以選擇時間比為7:3等。
[0036]將經過導電層二次腐蝕的硅片沖水；
[0037]將經導電層二次腐蝕的硅片置入阻擋層腐蝕液中，對掩膜窗口內的阻擋層2進行二次腐蝕，使被腐蝕單元的粘附層I的邊緣從導電層3及阻擋層2下露出。此步驟中阻擋層腐蝕液與步驟a中阻擋層腐蝕液相同，腐蝕時間比步驟a中阻擋層一次腐蝕的時間短。
[0038]步驟a中對阻擋層2 —次腐蝕的腐蝕時間與步驟c中對阻擋層2 二次腐蝕的腐蝕時間之和等于或大于傳統方法中對阻擋層2的腐蝕時間。
[0039]將經阻擋層二次腐蝕的硅片沖水，并甩干。
[0040]步驟d:將經步驟c處理的硅片在鏡下進行檢查，如圖3所示，能夠看到粘附層I的邊緣11從導電層及阻擋層下露出的判斷為未出現鉆蝕。在鏡下檢查時，根據該邊緣11的存在與否來判定粘附層是否鉆蝕。該邊緣11存在，說明未出現鉆蝕，且該邊緣11的存在不會對產品的使用產生影響。
[0041]實施例2
[0042]步驟a:
[0043]采用掩膜蝕刻方法，在待腐蝕的帶多層金屬的硅片上施加掩膜，掩膜窗口位置為多個被腐蝕單元的切割邊緣；
[0044]將已掩膜硅片置入能夠同時腐蝕導電層3和阻擋層2的導電層-阻擋層腐蝕液中，對掩膜窗口內的導電層3及阻擋層2進行一次腐蝕，形成多個被腐蝕單元；
[0045]將經導電層和阻擋層一次腐蝕的硅片沖水。
[0046]步驟b:
[0047]用能夠腐蝕粘附層I的粘附層腐蝕液腐蝕多個被腐蝕單元間的粘附層1，使多個被腐蝕單元間完全分開。將腐蝕掉粘附層I的硅片沖水。
[0048]步驟c:將步驟b中得到的硅片再次置入導電層-阻擋層腐蝕液中，對導電層3及阻擋層2進行二次腐蝕，使粘附層I的邊緣從導電層3及阻擋層2下露出，得到圖3所示二極管，即粘附層I較上面的導電層3和阻擋層2多露出一個邊緣11。此步驟中導電層-阻擋層腐蝕液與步驟a中的導電層-阻擋層腐蝕液相同，腐蝕時間比步驟a中腐蝕時間短，由此既能夠使粘附層I的邊緣從導電層3及阻擋層2下露出，方便檢查產品是否合格，又不會過多腐蝕導電層3和阻擋層2。然后沖水，并甩干。[0049]步驟d:將經步驟c處理的硅片在鏡下進行檢查，能夠看到粘附層I的邊緣11從導電層3及阻擋層2下露出判斷為未出現鉆蝕。在鏡下檢查時，根據該邊緣11的存在與否來判定粘附層是否鉆蝕。該邊緣11存在，說明未出現鉆蝕，且該邊緣11的存在不會對產品的使用產生影響。
[0050]在本發明的上述實施方式中，二次腐蝕工藝結合的總腐蝕時間如上所述，是需要設計的。第一步的腐蝕與常規的腐蝕方法所用的時間也不同。例如:采用常規方法腐蝕用7分鐘；而采用本發明實施方式的方法后，第一次腐蝕用5分鐘，第二次腐蝕用2分鐘。現有技術的肖特基勢壘二極管的制備工藝中，并無這樣的單純的再次腐蝕邊緣露出下面金屬的二次腐蝕工藝(本發明中稱之為金屬的回漂)。
[0051]目前用的最多肖特基勢壘二極管的多層金屬結構是:粘附層I為Ti金屬層，阻擋層2為Ni金屬層，導電層3為Ag金屬層。還有一些其它常用的金屬結構，如:Ti/Ni/AL、V/Ni/Ag、V/Ni/AL 等。
[0052]以Ti/Ni/Ag=2000/3000/30000埃的二極管為例，腐蝕步驟同上，其中:
[0053]步驟a中采用的腐蝕液為N1-Ag腐蝕液，N1-Ag腐蝕液為體積比為1:2的硝酸和冰乙酸。其中，腐蝕時間為10分鐘。N1-Ag腐蝕液中硝酸和冰乙酸的體積比可以在1:2?1:3之間取值。腐蝕時間也可以為5?10分鐘之間的其它數值。
[0054]步驟b中所用的腐蝕液為Ti腐蝕液，Ti腐蝕液為體積比為50:1的水和氫氟酸。腐蝕時間為30秒。腐蝕時間也可以為30?60秒之間的數值，同樣根據金屬層的厚度而定。
[0055]步驟c中采用與步驟a中相同的腐蝕液，腐蝕時間為2分鐘。腐蝕時間比步驟a中腐蝕時間短，可以腐蝕掉Ni金屬層及Ag金屬層的邊緣使Ti金屬層的邊緣從Ni金屬層及Ag金屬層的下方露出，又不會造成對Ni金屬層及Ag金屬層過多腐蝕。該步驟中腐蝕時間也可以為I?3分鐘之間的其它數值。
[0056]步驟a中對導電層3及阻擋層2 —次腐蝕的腐蝕時間與步驟c中對導電層3及阻擋層2 二次腐蝕的腐蝕時間之和等于或大于傳統方法中對導電層3及阻擋層2的腐蝕時間。
[0057]步驟al、步驟bl及步驟Cl中的沖水時間均為10分鐘。
[0058]二極管上的多層金屬為Ti/Ni/Al、V/Ni/Ag、V/Ni/Al等結構時，可采用相應的腐蝕液并根據各層金屬層的厚度設置腐蝕時間按照上述步驟同樣能得到圖3所示結構的產品。
[0059]以上所述的僅是本發明的一些實施方式。對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明創造構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.二極管濕法刻蝕方法，其中，包括以下步驟: a、腐蝕導電層及阻擋層，形成多個被腐蝕單元； b、腐蝕多個所述被腐蝕單元間的粘附層； C、腐蝕所述被腐蝕單元的導電層的邊緣部分及阻擋層的邊緣部分，使所述被腐蝕單元的粘附層的邊緣從導電層及阻擋層下露出。
2.根據權利要求1所述的二極管濕法刻蝕方法，其中，所述步驟a包括， 在待腐蝕的帶多層金屬的硅片上施加掩膜； 將已掩膜硅片置入導電層腐蝕液中，對掩膜窗口內的導電層進行一次腐蝕； 將已腐蝕掉導電層的硅片置入阻擋層腐蝕液中，對掩膜窗口內的阻擋層進行一次腐蝕。
3.根據權利要求2所述的二極管濕法刻蝕方法，其中，所述步驟c包括: 將步驟b得到的硅片置入導電層腐蝕液中，對掩膜窗口內的導電層進行二次腐蝕； 將經導電層二次腐蝕的硅片置入阻擋層腐蝕液中，對掩膜窗口內的阻擋層進行二次腐蝕。
4.根據權利要求1所述的二極管濕法刻蝕方法，其中，步驟a包括 在待腐蝕的帶多層金屬的硅片上施加掩膜； 將已掩膜硅片置入能同時腐蝕導電層及阻擋層的導電層-阻擋層腐蝕液中，對掩膜窗口內的導電層及阻擋層進行一次腐蝕。
5.根據權利要求4所述的二極管濕法刻蝕方法，其中，步驟c包括:將步驟b中得到的硅片再次置入導電層-阻擋層腐蝕液中，對導電層及阻擋層進行二次腐蝕。
6.根據權利要求5所述的二極管濕法刻蝕方法，其中，步驟c中腐蝕時間比步驟a中腐蝕時間短。
7.根據權利要求1?6任一項所述的二極管濕法刻蝕方法，其中，所述步驟b中，采用粘附層腐蝕液腐蝕多個所述被腐蝕單元間的粘附層。
8.根據權利要求7所述的二極管濕法刻蝕方法，其中，每次腐蝕后對經過腐蝕處理的娃片沖水。
9.根據權利要求1?8任一項所述的二極管濕法刻蝕方法，其中，在所述步驟c后還包括步驟d:將經步驟c處理的硅片進行檢查，能夠看到粘附層的邊緣從導電層及阻擋層下露出判斷為未出現鉆蝕。
【文檔編號】H01L21/329GK103617952SQ201310635376
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月29日 優先權日:2013年11月29日
【發明者】唐冬, 劉旸, 馬洪江, 孔明, 林洪春, 劉昕陽 申請人:中國電子科技集團公司第四十七研究所