[发明专利]一种亚微米多层金属电极的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多层金属电极制作方法，特别是采用以金为主体的多晶硅发射极电极制作方法。

背景技术

以金为主体的多层电极可靠性高，高频特性好，常用于高频功率管的电极。多层电极制作工艺主要包括金层及其过渡层的溅射、电镀及刻蚀工艺。常规的多层电极采用Ti-Au或者W-Au结构，作为粘接层，Ti或W的厚度不超过分别采用离子束和等离子工艺实现电极间断开刻蚀。采用这种常规多层电极，由于金与硅很容易形成合金，在芯片后端封装过程中，因芯片焊接温度高，很容易发生融金现象，最终导致器件性能失效。另外，在刻蚀过程中对电极下的多晶硅层或硅层钻蚀比较大，产生的刻蚀损伤对器件性能影响很大，特别是对功率管的增益影响甚大，I-V曲线分布不均匀，电流放大倍数减小，最终影响产品的合格率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种亚微米多层金属电极的制作方法，能够使得电极耐高温焊接，并能够减少刻蚀过程对器件的损伤。

本发明包括如下技术方案：

一种亚微米多层金属电极的制作方法，包括下列步骤：

(1)采用蒸发或者溅射工艺形成Ti-W-Ti-Au四层金属电镀子层；

(2)光刻出电极图形，然后电镀Au金属层，电镀完毕后去胶；

(3)采用三步刻蚀Ti-W-Ti-Au四层金属电镀子层，第一步采用以惰性气体为主的离子束工艺将电镀子层最上面的Au层刻蚀掉，第二步以F基气体或者Cl基气体为主的等离子体工艺将Ti-W-Ti层大部分金属层刻蚀掉，第三步以CF₄气体为主要刻蚀气体，采用等离子工艺进行过刻蚀，将残留的金属残渣刻蚀干净；

(4)刻蚀后的电极再进行无氧气氛中退火，以修复电极刻蚀损伤。

所述步骤(1)中W层厚度大于等于

所述步骤(2)中电镀的Au金属层的厚度为0.5um-2um。

所述步骤(3)中第一步中的惰性气体为Ar。

所述步骤(3)中，所述F基气体为SF₆或CF₄，所述Cl基气体为Cl₂或BCl₃。

所述步骤(3)中，第二步用SF₆和CF₄混合气体进行刻蚀。

所述步骤(4)中无氧气氛为N₂，退火温度为0-500℃，退火时间为0.5-2小时。

所述多层金属电极是多晶硅发射极的电极。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)在本发明中，采用独特的Ti-W-Ti-Au四层金属结构，使得电极耐高温焊接；

(2)电极制作过程中，采用独特的三步刻蚀工艺，并在过刻蚀阶段，采用无SF₆的F基刻蚀气体减少了对器件的过刻蚀，刻蚀后低温退火工艺使得刻蚀损伤得以修复，消除了刻蚀损伤对器件性能的影响，大大提高了这种电极的可靠性和器件性能的稳定性。

(3)该工艺简单，重复性好，可广泛应用于亚微米工艺高频功率器件的多层金属电极制造。

附图说明

图1本发明的亚微米多层金属电极制作方法示意图；

图2本发明最终的多层金属电极示意图；

图3-a电极刻蚀损伤的器件I-V特性曲线；

图3-b电极刻蚀损伤修复后的器件I-V特性曲线。

图中，1-硅衬底，2-硅外延层，3-SiO₂介质层，4-多晶硅发射极，5-基极引线孔，6，8-Ti金属层，7-W金属层，9-溅射Au金属层，10-电镀Au金属层

具体实施方式