[發明專利]一種晶圓電鍍方法及晶圓電鍍夾具

在審

• 申請號: 202110455159.2
• 申請日: 2021-04-26
• 公開（公告）號: CN113192822A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 陸超;賀曉金;袁強;張榮榮;王博;孟繁新;姚秋原;付航軍;莫宏康;韓丹
• 申請（專利權）人: 中國振華集團永光電子有限公司（國營第八七三廠）
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/687;C23C28/02;C23C14/02;C23C14/16;C23C16/30;C23C16/50;C23C16/56;C25D3/46;C25D5/02;C25D5/48;C25D7/12;C25D17/08
• 代理公司: 貴州派騰知識產權代理有限公司 52114
• 代理人: 劉宇宸

本發明公開了一種晶圓電鍍方法及晶圓電鍍夾具，包括依次完成的鈍化層處理、種子層生長、BPSG生長、電極窗口制作、晶圓Ag電鍍、去除BPSG、刻蝕晶圓金屬Ag、背面電極生長八個步驟；電鍍電流進入導電金屬環后經多個間隔分布的導電簧片均勻流至晶圓表面上，使得金屬原子在晶圓表面上快速穩定進行還原反應生長形成平整度好、均勻高的金屬鍍層，解決了現有金屬電鍍到晶圓表面上形成電鍍層的平整度和均勻性差的問題，避免了晶圓電鍍后金屬層翹起的情況發生。

技術領域

本發明涉及一種晶圓電鍍方法及晶圓電鍍夾具，屬于半導體制造技術領域。

背景技術

晶圓表面電鍍是制作半導體器件的一種電鍍工藝，現有技術將金屬電鍍到晶圓上的平整度和均勻性差，例如在中國專利號為CN1114718C的在硅襯底上直接電鑄三維金屬結構的方法及其專用夾具，采用的技術為：“將夾具連同樣品放入電鍍槽中，將輸入電極與電鍍槽的電源陽極相接，接通電源后，電荷便通過彈性金屬、金屬板和硅片到達被鍍面上，在硅片的表面進行還原反應，達到金屬淀積與生長的目的”，由于電荷最后是經金屬板達到硅片的表面進行還原反應，電鍍的電流從金屬板流動很難均勻流至硅片的表面，當需要電鍍的金屬膜層較厚時，電鍍后的金屬層應力無法釋放而導致晶圓翹起，存在金屬電鍍到晶圓表面上形成電鍍層的平整度和均勻性差的問題。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供了一種晶圓電鍍方法及晶圓電鍍夾具。

本發明通過以下技術方案得以實現。

本發明提供的本發明的一種晶圓電鍍方法，包括依次完成的鈍化層處理、種子層生長、BPSG生長、電極窗口制作、晶圓Ag電鍍、去除BPSG、刻蝕晶圓金屬Ag、背面電極生長八個步驟。

所述步驟一，鈍化層處理：使用SiO₂或Si₃N₄材料對晶圓的半導體襯底進行鈍化層生長，光刻、刻蝕出電極窗口；

所述步驟二，種子層生長：使用金屬Ag采用濺射或蒸發的方式在晶圓2正面進行種子層生長，形成種子金屬Ag，種子金屬Ag的厚度為0.01μm～5μm；

所述步驟三，BPSG生長：在晶圓正面和背面采用PECVD進行BPSG生長，BPSG的厚度為0.1μm～5μm；

所述步驟四，電極窗口制作：采用1:20的氫氟酸溶液刻蝕晶圓正面上的BPSG 20～200s，完成晶圓正面金屬Ag種子層與導電簧片接觸窗口制作；

所述步驟五，晶圓Ag電鍍：電鍍夾具通過夾具固定孔與電鍍設備進行固定，晶圓放在晶圓電鍍夾具內的平面卡槽被多個環形分布的導電簧片壓緊，使用K[Ag₂]電鍍液，通入5min～300min的1mA～10A電流進行電鍍，電鍍電流進入導電金屬環后經多個間隔分布的導電簧片均勻流至晶圓表面上，形成完成和均勻的厚銀金屬層；

所述步驟六，去除BPSG：采用1:20的氫氟酸溶液刻蝕20～200s，去除晶圓表面和背面的BPSG；

所述步驟七，刻蝕晶圓金屬Ag：刻蝕晶圓表面鈍化層正上方的種子層金屬Ag；

所述步驟八，背面電極生長：采用Ti或Ni或Ag在晶圓的半導體襯底的背面生長形成背面電極；完成后，形成一個以金屬Ti或Ni或Ag為背面電極，背面電極上以硅或碳化硅等為半導體襯底，在半導體襯底中部、兩側對應形成金屬銀的種子層、SiO₂或Si₃N₄的鈍化層，在金屬Ag的種子層上形成銀金屬的厚銀金屬層的一種二極管芯片結構。