[發明專利]一種抑制二氧化硅蝕刻的磷酸蝕刻液

在審

• 申請號: 201911088527.3
• 申請日: 2019-11-08
• 公開（公告）號: CN110804441A
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發明（設計）人: 李少平;張庭;郝曉斌;賀兆波;馮凱;王書萍;尹印;萬楊陽;張演哲
• 申請（專利權）人: 湖北興福電子材料有限公司
• 主分類號: C09K13/06
• 分類號: C09K13/06
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 成鋼

本發明公開了一種抑制二氧化硅蝕刻的磷酸蝕刻液，其蝕刻液的主要成分包括磷酸、含硅無機物和含硅有機物中的一種或兩種、添加劑。在磷酸中添加含硅無機物和/或含硅有機物，抑制二氧化硅蝕刻反應的正向進行；添加劑的作用是將含硅無機物和/或含硅有機物均勻地分散在磷酸中，保證溶液的均一性。本發明中的磷酸蝕刻液能夠保證二氧化硅層盡可能少的被蝕刻，起到保護二氧化硅層的作用。

技術領域

本發明涉及一種抑制二氧化硅蝕刻的磷酸蝕刻液，使用含硅無機物和/或含硅有機物、添加劑來保護二氧化硅層盡可能少的被蝕刻。

背景技術

CMOS電路的雙阱工藝流程包括①在硅襯底上熱氧化生長一層薄二氧化硅層，再LPCVD一層氮化硅阻擋層。②光刻出n阱窗口，然后離子注入磷，去膠。③在n阱窗口生長約350nm的厚二氧化硅層，窗口以外的區域有氮化硅覆蓋，不會形成厚二氧化硅層；去除氮化硅層，露出p阱區；n阱區上有厚二氧化硅層覆蓋，可以阻擋隨后的硼離子注入，即自對準注入p阱雜質硼。④進行退火，使雙阱中的雜質擴散推進，同時熱生長二氧化硅層。

氮化硅的蝕刻通常是采用熱磷酸來實現，但熱磷酸同時也會對下層的二氧化硅層產生一定的蝕刻，且二氧化硅層的蝕刻速率約為若在使用磷酸蝕刻氮化硅的過程中，對二氧化硅也存在蝕刻，則不利于CMOS電路的雙阱工藝結構的形成。

針對上述問題，需要在磷酸中添加“保護劑”，發明一種抑制二氧化硅蝕刻的磷酸蝕刻液，盡可能少的蝕刻二氧化硅層。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種抑制二氧化硅蝕刻的磷酸蝕刻液，保護二氧化硅層盡可能少的被蝕刻。

本發明涉及一種抑制二氧化硅蝕刻的磷酸蝕刻液，所述蝕刻液的組成包括占蝕刻液總重量≥97％的磷酸、0.01-2％的硅化物、0.001-1％的添加劑。進一步地，本發明涉及上述蝕刻液，磷酸為主成分，且磷酸濃度為85％。

進一步地，本發明涉及上述蝕刻液，硅化物含量優選0.05-0.5％，包括含硅無機物和/或含硅有機物，且當硅化物為含硅無機物和含硅有機物的組合物時，含硅無機物和含硅有機物的質量比為0.1-3:1的組合物。

進一步地，本發明涉及上述蝕刻液，所述的含硅無機物包括二氧化硅粉末、白炭黑、硅酸鈉、四氯化硅等中的至少一種；含硅有機物包括硅酸四乙酯、正硅酸丁酯、三甲基氯硅烷、二甲基二氯硅烷、丙基三氯硅烷、四甲氧基硅烷等中的至少一種。

進一步地，本發明涉及上述蝕刻液，添加劑含量優選0.01-1％。所述的添加劑包括檸檬酸、聚乙二醇、纖維素衍生物、丙二醇嵌段聚醚、脂肪酸聚乙二醇酯等中的至少一種。

采用本發明的蝕刻液對二氧化硅層進行蝕刻時，蝕刻溫度為157-162℃，蝕刻時間為10-180min。

本發明的蝕刻液用于抑制二氧化硅層的蝕刻，為了便于驗證蝕刻液的效果，本發明使用僅淀積了二氧化硅薄膜的晶圓樣片來進行蝕刻實驗，其結構如圖1所示。

其中二氧化硅的蝕刻反應機理如下：

根據二氧化硅的反應機理公式可知，二氧化硅的蝕刻反應是一個可逆的過程，若需要抑制二氧化硅的蝕刻反應，可以通過添加含硅化合物，使二氧化硅的蝕刻反應逆向進行，僅進行少量的正向蝕刻；而添加劑的加入是用于促進含硅化合物的溶解，使含硅化合物均一分散于磷酸中，二氧化硅層的少量蝕刻呈均勻蝕刻。

附圖說明

圖1為二氧化硅薄膜的單片結構，其中，1.硅基底、2.二氧化硅薄膜。

具體實施方式

下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。對本發明做進一步詳細的說明，但不限于這些實施例。