一种顶层是金属镍的腐蚀工艺的制作方法

1.本发明涉及半导体加工技术,尤其涉及一种顶层是金属镍的腐蚀工艺。


背景技术：

2.平面肖特基势垒二极管又称势垒二极管，简称平面肖特基二极管，常用psbd表示。它是利用金属与半导体之间的接触势垒进行工作的一种单极、多数载流子器件，具有少子注入效应很小，开关速度快，开关功率损耗低，频率高，正向压降小等一系列特点。
3.传统psbd的ag面产品正面蒸发金属结构为tiniag，随着产品性能要求的提升，目前存在不使用tiniag结构，而使用tini结构的产品，经过大量的研发工作证明，tini取代tiniag可以提升产品的性能，同时改善掉一些tiniag在封装过程中存在的问题，所以使用tini取代tiniag，但是ni作为顶层金属，易氧化层，难腐蚀，所以tini结构的产品制备过程成为了难点。


技术实现要素：

4.本发明针对以上问题，提供了一种加工简便，将氧化镍腐蚀干净的一种顶层是金属镍的腐蚀工艺。
5.本发明的技术方案是：一种顶层是金属镍的腐蚀工艺，包括以下步骤：s100，在n+衬底上制作n-外延层；s200，在n-外延层上生长二氧化硅层；s300，在二氧化硅层上采用光刻、刻蚀工艺形成环，并在环内注入硼离子，形成半导体耐压环；s400，在氧化层上采用光刻、刻蚀工艺包裹住半导体耐压环，打开划片道；在划片道内注入磷，形成截止环，再推进；s500，推进后采用光刻、刻蚀工艺形成有源区，并在有源区溅射一层势垒金属，经过高温过程，使势垒金属与硅形成硅化物；s600，去除多余的势垒金属，在硅化物上方蒸发第一金属层，然后通过光刻和刻蚀工艺，保留第一金属层，形成金属层一；s700，在金属层一的上方作业钝化层，在钝化层上蒸发第二层金属；s800，在第二金属层上所需保留的区域涂覆光刻胶，并通过湿法腐蚀将光刻胶没有保护到的区域腐蚀，保留需要的部分，形成tini金属层二；步骤s800中，湿法腐蚀步骤包括：s810，先将步骤s800获得的产品放到pbe腐蚀液中腐蚀，将表面的氧化物腐蚀掉，放到niag腐蚀液中腐蚀360s，将表面的ni腐蚀掉；s820，完成步骤s810后，取出冲水将表面残留的niag酸清洗掉；s830，再放入同样的pbe腐蚀液中腐蚀，腐蚀掉ni下层的ti金属；s840，完成步骤s830后，取出冲水将表面是酸冲洗干净；
s850，甩干完成整个操作流程。
6.具体的，所述pbe腐蚀液包括冰乙酸、硝酸和氢氟酸。
7.具体的，所述pbe腐蚀液配比为：冰乙酸（ch3cooh）：硝酸（hno3）：氢氟酸（hf）=3.7%：2%：8.9%。
8.本发明用pbe腐蚀液和新的腐蚀流程加工，pbe腐蚀液主要是腐蚀ni表面的氧化镍，再用niag腐蚀液腐蚀纯ni金属。腐蚀液（pbe）成分：冰乙酸（ch3cooh）：硝酸（hno3）：氢氟酸（hf）=3.7%：2%：8.9%。pbe不仅能腐蚀氧化层，它同时也可以腐蚀ti,下层金属ti也主要靠pbe腐蚀。腐蚀流程中pbe腐蚀10s后，将表面氧化镍腐蚀干净，然后不冲水，直接提到niag腐蚀液中将表面ni腐蚀干净，提出冲水，接着腐蚀下层金属ti。本发明具有加工简便，氧化镍腐蚀干净高效等特点。
附图说明
9.图1是本发明步骤s200的结构示意图，图2是步骤s300中，在二氧化硅层上采用光刻工艺时的结构示意图，图3是步骤s300中，采用刻蚀工艺形成环时的结构示意图，图4是步骤s300中，环内注入硼离子时的结构示意图，图5是步骤s400，光刻工艺中采用光刻胶包裹住半导体耐压环时结构示意图，图6是步骤s400，刻蚀工艺打开划片道时结构示意图，图7是步骤s400，在划片道内注入磷，形成截止环时结构示意图，图8是图7步骤后，去除光刻胶后的结构示意图，图9是图8步骤完成后，截止环和耐压环推进后形成二氧化硅层后的结构示意图，图10是去除多余二氧化硅层后的结构示意图，图11是本发明的结构示意图。
具体实施方式
10.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
11.现有技术中，镍银腐蚀液可以同时腐蚀镍银，但是单层结构的镍较难腐蚀，蒸发的金属镍遇空气时氧化变成氧化镍，常规niag腐蚀液无法腐蚀干净。
12.niag腐蚀液配比：冰乙酸（ch3cooh）：硝酸（hno3）：水（h2o）=65%：20%：15%和镍的反应化学方程式：ni+4hno3=ni(no3)2+2no2+2h2o钛镍为一种新的金属结构，镍金属易氧化，氧化后难腐蚀，镍金属作为顶层金属，氧化镍用镍银腐蚀液很难腐蚀干净，腐蚀时间太长，光刻胶易脱落、钻腐。产品需求，将ni层作为顶层金属，本案采用一种新的腐蚀工艺，将氧化镍腐蚀干净。
13.一种顶层是金属镍的腐蚀工艺，包括以下步骤：s100，在n+衬底上制作n-外延层；s200，在n-外延层上生长二氧化硅层；参照图1所示；s300，在二氧化硅层上采用光刻、刻蚀工艺形成环，并在环内注入硼离子，形成半
导体耐压环（p
+
）；参照图2-图4所示；s400，在氧化层上采用光刻、刻蚀工艺包裹住半导体耐压环，打开划片道；在划片道内注入磷，形成截止环（n
+
），再推进；参照图5-图8所示；图9为：在图8的顶部再制备一层二氧化硅层，与原二氧化硅层结合后的结构示意图；图10为：在图9的基础上，去除多余二氧化硅层后的结构示意图；s500，推进后采用光刻、刻蚀工艺形成有源区，并在有源区溅射一层势垒金属，经过高温过程，使势垒金属与硅形成硅化物；s600，去除多余的势垒金属，在二氧化硅层和势垒金属区上方蒸发第一金属层，然后通过光刻和刻蚀工艺，保留上方的第一金属层，形成金属层一；s700，在金属层一的上方作业钝化层，在钝化层上蒸发第二层金属；s800，在第二金属层上所需保留的区域涂覆光刻胶，并通过湿法腐蚀将光刻胶没有保护到的区域腐蚀，保留需要的部分，形成tini金属层二；步骤s800中，湿法腐蚀步骤包括：s810，先将步骤s800获得的产品放到pbe腐蚀液中腐蚀10s，将表面的氧化物（ni金属蒸发后和氧气接触，形成的氧化物）腐蚀掉，腐蚀结束后不冲水，放到niag腐蚀液中腐蚀360s，将表面的ni腐蚀掉；s820，完成步骤s810后，取出冲水将表面残留的niag酸清洗掉；s830，再放入同样的pbe腐蚀液中腐蚀10s，腐蚀掉ni下层的ti金属；s840，完成步骤s830后，取出冲水将表面是酸冲洗干净；s850，甩干完成整个操作流程。
14.所述pbe腐蚀液包括冰乙酸（ch3cooh）、硝酸（hno3）和氢氟酸（hf）。
15.所述pbe腐蚀液配比为：冰乙酸（ch3cooh）：硝酸（hno3）：氢氟酸（hf）=3.7%：2%：8.9%。
16.为了进一步提升本案技术效果，对pbe腐蚀液和niag腐蚀液腐蚀的时间组合进一步进行了研究，分析如下：在显微镜拍摄的照片中，当钝化层上有金属残留，颜色发暗，下层金属颜色未显露出现时，则判定为不合格。当划片道和钝化层上无金属残留，则判定合格。
17.钛镍金属结构，用pbe腐蚀液和新的腐蚀流程加工，pbe腐蚀液主要是腐蚀ni表面的氧化镍，再用niag腐蚀液腐蚀纯ni金属。腐蚀液（pbe）成分：冰乙酸（ch3cooh）：硝酸（hno3）：氢氟酸（hf）=3.7%：2%：8.9%和氧化镍的反应化学方程式：nio+2h+=ni2++h2o
pbe不仅能腐蚀氧化层，它同时也可以腐蚀ti,下层金属ti也主要靠pbe腐蚀，和ti反应的化学方程式：ti+5hf=h2tif6+2h2腐蚀流程：pbe腐蚀10s后，将表面氧化镍腐蚀干净，然后不冲水，直接提到niag腐蚀液中将表面ni腐蚀干净，提出冲水，接着腐蚀下层金属ti。
18.说明：pbe腐蚀10s可以将表面的氧化镍腐蚀干净，不冲水继续进酸槽，主要是避免ni再氧化，不易腐蚀，这样腐蚀能很好的将镍腐蚀干净。
19.对于本案所公开的内容，还有以下几点需要说明：（1）、本案所公开的实施例附图只涉及到与本案所公开实施例所涉及到的结构，其他结构可参考通常设计；（2）、在不冲突的情况下，本案所公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例；以上，仅为本案所公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，本案所公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。