[發明專利]一種半導體器件及其制備方法

在審

• 申請號: 202110998301.8
• 申請日: 2021-08-27
• 公開（公告）號: CN113871291A
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 周國;廖龍忠;楊志虎;劉亞亮;高昶;張力江
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十三研究所
• 主分類號: H01L21/027
• 分類號: H01L21/027;H01L21/48;H01L23/49
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所 13120
• 代理人: 彭競馳

本發明提供一種半導體器件及其制備方法，該方法包括：在晶圓表面用電鍍方法完成金屬布線，涂覆一層光敏聚合物，第一次高溫固化，利用電鍍布線層作為掩膜進行泛曝光顯影，第二次高溫固化，表面淀積介質膜保護層，刻蝕電極區域介質膜保護層，露出電極區域金屬表面。該半導體器件包括襯底，襯底上方是電鍍布線層，電鍍布線層上方是介質膜保護層，電鍍布線層底部有倒角結構，電鍍布線層底部倒角結構與襯底之間形成楔形夾角的倒角區域，倒角區域內設置了光敏聚合物層。本發明通過自對準泛曝光技術填充了電鍍層底部的倒角區域，解決了電鍍布線層底部介質膜保護層因為應力集中而容易開裂問題。

技術領域

本發明涉及半導體制備領域，尤其涉及一種半導體器件及其制備方法。

背景技術

半導體器件，尤其是以氮化鎵、碳化硅材料為代表的第三代半導體器件，在雷達、航空航天和功率電子等多個領域都具有廣闊的應用前景，隨著5G時代的到來，在通訊領域也展現出優異的性能。

在實際應用過程中，半導體器件經常要同時面對高溫和高濕等一系列影響穩定性和可靠性的因素，例如在塑封器件應用中更是如此，為了防止水分子進入器件的柵條周圍造成腐蝕，影響器件性能，現有技術中往往會在器件表面制備一定厚度的介質膜保護層(總厚度范圍一般為300-500nm)，用以阻擋潮氣和離子沾污等環境影響因素。

然而，由于半導體器件表面的金屬電鍍層底部經常出現倒角結構(如圖1所示)，電鍍層布線邊緣的底部與襯底之間形成楔形夾角區域，這會導致倒角結構處的介質膜因應力集中而容易開裂，或者，在后續封裝過程中，介質膜在受到機械沖擊時也容易產生微裂紋，從而嚴重影響器件整體的可靠性。

發明內容

本發明實施例提出了一種半導體器件及其制備方法，以解決現有技術中半導體器件金屬電鍍布線層底部由于存在倒角結構而導致介質膜保護層容易開裂的問題。

第一方面，本發明實施例提出了一種半導體器件制備方法，包括：

在晶圓表面用電鍍方法完成金屬布線，形成底部為倒角結構的電鍍布線層；電鍍布線層底部倒角結構與襯底之間形成楔形夾角的倒角區域；

在晶圓表面涂覆一層光敏聚合物并進行第一次高溫固化，形成覆蓋電鍍布線層底部倒角結構的光敏聚合物層；

利用電鍍布線層作為掩膜進行泛曝光，倒角區域外的光敏聚合物無掩膜掩蔽被曝光，倒角區域內的光敏聚合物因為有電鍍層的掩蔽形成掩膜未曝光；顯影以去掉光敏聚合物層在倒角區域之外的光敏聚合物，然后再對保留的倒角區域內的光敏聚合物進行第二次高溫固化；

在晶圓表面淀積介質膜保護層，所述介質膜保護層覆蓋所述電鍍布線層及光敏聚合物層的外表面；

刻蝕電極區域介質膜保護層，露出電極區域金屬表面。

在一種可能的實現方式中，所述第二次高溫固化的溫度高于第一次高溫固化的溫度，所述第一次高溫固化溫度范圍為80℃-150℃，第二次高溫固化溫度范圍為200℃-350℃。

在一種可能的實現方式中，所述光敏聚合物層的厚度范圍為0.2μm-2μm。

在一種可能的實現方式中，所述介質膜保護層的材料包括氮化硅、氧化硅或氮氧化硅。

在一種可能的實現方式中，所述介質膜保護層的厚度范圍為0.5μm-1μm。

在一種可能的實現方式中，所述刻蝕電極區域介質膜保護層的方法包括涂膠、光刻對準、掩膜曝光、顯影和反應離子刻蝕。

第二方面，本發明實施例提出了一種半導體器件，包括襯底，所述襯底上方是電鍍布線層，所述電鍍布線層上方是介質膜保護層，所述電鍍布線層底部有倒角結構，所述電鍍布線層底部倒角結構與襯底之間形成楔形夾角的倒角區域，所述倒角區域內設置了光敏聚合物層，所述的介質膜保護層電極區域露出電極金屬表面。