[发明专利]选择性晶体硅刻蚀液、晶圆硅片的刻蚀方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别是涉及一种选择性晶体硅刻蚀液、晶圆硅片的刻蚀方法及其应用。

背景技术

通常情况下，影像感测器为前面照度(Front Side Illumination，简称FSI)，感光层、金属层、介电层和透镜等其它光学元件设置在硅基板上，光线透过透镜、金属层、介电层到达感光层。由于金属层和介电层的阻碍和光的折射、反射等，使得到达感光层的光总量大为减少，这样的结果是降低了影像感测器的灵敏度。为了得到较高的灵敏度，背面照度(Back Side Illumination，简称BSI)像素技术被开发应用。BSI影像感测器的透镜、感光层与金属层、介质层分别位于硅基板的相对两个表面上，光线经过透镜直接到达感光层，较少的光线被损耗，从而使得影像感光器具有较高的灵敏度。

BSI技术中非常重要的一步为晶圆背面的晶体硅的刻蚀，如图1所示，图1中P型重掺杂硅层101位于P型轻掺杂硅层102的下方，图形层103位于P型重掺杂硅层101的下方。在湿法刻蚀时，从晶圆背面进行刻蚀，P型重掺杂硅层101为被刻蚀层，P型轻掺杂硅层102为刻蚀停止层。所以，晶圆背面的晶体硅的刻蚀的均一性和粗糙度会影响BSI影像感光器具有较高的性能。但在现有技术中，一般只用硝酸和氢氟酸的混合溶液作为湿法刻蚀的刻蚀液，来对晶体硅进行刻蚀，但利用该刻蚀液进行湿法刻蚀后，P型轻掺杂硅层102的剩余厚度的均一性和P型轻掺杂硅层102表面的粗糙度都比较差，无法满足BSI影像感光器的要求。

所以，如何提供一种晶圆硅片的刻蚀方法，能够提高晶圆背面的晶体硅的刻蚀的均一性并降低粗糙度，已成为本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于，解决现有的晶圆背面的晶体硅的刻蚀的均一性和粗糙度差的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种选择性晶体硅刻蚀液，包括：

体积百分比大于0vol％且小于等于80vol％的硝酸；

体积百分比大于0vol％且小于等于20vol％氢氟酸；以及

体积百分比大于0vol％且小于等于50vol％乙酸。

进一步的，所述选择性晶体硅刻蚀液还包括：体积百分比大于0vol％且小于等于20vol％的表面活性剂。

进一步的，所述表面活性剂的摩尔浓度为20％～80％。

进一步的，所述表面活性剂为：

通式为R₁-COOM的羧酸或其金属盐，其中，R₁为一个烷基，M为一个氢离子或一个金属阳离子；

通式为NH₂-R₂-OH的醇胺，其中，R₂为一个亚烷基；

通式为R₃-[R₄-O]_n-R₅的醚，其中，R₃和R₅相同或不同并各自为一个氢离子或一个烷基，R₄为一个亚烷基，n为大于等于1的自然数；或

两种或多种上述表面活性剂的混合物。

进一步的，所述乙酸的摩尔浓度为20％～90％。

进一步的，所述硝酸的摩尔浓度为10％～60％。

进一步的，所述氢氟酸的摩尔浓度为20％～60％。

进一步的，提供一种晶圆硅片的刻蚀方法，包括：

提供如权利要求1-7中任何一项所述的选择性晶体硅刻蚀液；

将若干晶圆硅片置于所述选择性晶体硅刻蚀液中；

在密闭环境下，将包含若干晶圆硅片的选择性晶体硅刻蚀液加温至25℃～50℃，并在此温度下保持10sec～1800sec，使所述若干晶圆硅片的表面得到刻蚀。

进一步的，提供一种晶圆硅片的刻蚀方法的应用，所述晶圆硅片的刻蚀方法用于晶圆背面的硅刻蚀，所述晶圆硅片的最底层为图形层，所述图形层上为P型重掺杂硅层，所述P型重掺杂硅层上为P型轻掺杂硅层。

进一步的，所述P型重掺杂硅层对P型轻掺杂硅层的刻蚀选择比大于10。

与现有技术相比，本发明提供的选择性晶体硅刻蚀液、晶圆硅片的刻蚀方法及其应用具有以下优点：