[发明专利]一种蚀刻液组合物及其镍铬硅薄膜的湿法刻蚀方法

说明书

本发明公开了一种蚀刻液组合物及其镍铬硅薄膜的湿法刻蚀方法，所述的蚀刻液组合主要为硝酸铈铵、氢氟酸、十八烷基三甲基氯化铵、2—氧乙酸基丁导酸和水的混合物。与现有技术相比，本发明提出一种针对镍铬硅薄膜的蚀刻组合物，用于镍铬硅薄膜的蚀刻时，能够提高并控制蚀刻速度，并且有效抑制了光刻胶层的劣化，其结果是能够得到表面平坦光滑的蚀刻面。突破现有技术壁垒，研发出了薄膜电阻领域中镍铬硅薄膜的湿法刻蚀技术。推进镍铬硅薄膜电阻的市场化应用，为国家电子信息技术的快速发展贡献一份力量。

技术领域

本发明涉及一种薄膜电阻领域，尤其涉及一种蚀刻液组合物及其镍铬硅薄膜的湿法刻蚀方法。

背景技术

近年来，随着电子信息技术的快速发展，薄膜电阻由于具有高电阻率、低电阻温度系数、高稳定性、无寄生效应和低噪音等优良特性，在航空、国防以及电子计算机、通讯仪器、电子交换机等高新领域有了越来越广泛的应用。

低电阻温度系数薄膜材料在高精度电子设备，微电子电路和各种功能传感器中有着重要应用，寻求低电阻温度系数薄膜材料一直是研究的热点。

镍铬合金是制造薄膜电阻的常用材料，但其电阻温度系数较大，为了降低镍铬薄膜的电阻温度系数，在镍铬合金中加入硅元素，可以降低薄膜的电阻温度系数。E Schippel研究表明，利用真空蒸发沉积制备的镍铬硅薄膜（成分Ni 5-20wt%、Cr 20-40wt%、Si 50-65wt%）的电阻温度系数为50ppm/℃。Chen-Su Chiang等人使用射频磁控溅射镍铬硅薄膜在400℃使用退火处理使电阻温度系数降低到8ppm/℃。在中国专利CN 106435478 A中，韩建强等人采用磁控溅射镍铬硅薄膜，在保护气体氛围中440-460℃进行退火处理，将电阻温度系数降低到2ppm/℃。

目前，镍铬硅电阻制造因受限于磁控溅射工艺稳定性和成本相对较高，均采用膜厚10um以上丝网印刷厚膜工艺，厚膜电阻常见精度均在10%、5%左右，而薄膜电阻电阻精度可以做到0.1%、0.01%，因此镍铬硅薄膜电阻必然是未来的发展方向。

发明内容

本发明的目的就在于提供一种解决上述问题，在镍铬硅薄膜电阻的制造过程中使用的，用于蚀刻镍铬硅薄膜的蚀刻液组合物。其能够快速高效地对镍铬硅薄膜控制性良好的进行蚀刻，能得到表面平坦光滑的镍铬硅膜层，且能实现镍铬硅电阻的湿法刻蚀光刻工艺。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种蚀刻液组合物，所述的蚀刻液组合主要为硝酸铈铵、氢氟酸、十八烷基三甲基氯化铵、2—氧乙酸基丁导酸和水的混合物。本专利的发明者们潜心研究，反复试验，发现在硝酸铈铵、氢氟酸、水体系中加入适量的十八烷基三甲基氯化铵、2—氧乙酸基丁导酸的蚀刻镍铬硅薄膜的蚀刻液组合物可以解决蚀刻中所遇到的问题。进一步对组合物中各组份的配合量进行试验分析后完成了本蚀刻液组合物发明。

作为优选，所述硝酸铈铵的质量百分比浓度为5-25%，硝酸铈铵的作用是在酸性环境下对镍铬金属膜的蚀刻，当其质量百分比低于5%时，对镍铬金属膜蚀刻速度太慢；常温时因其在溶液体系中溶解度的限制，质量百分比不能高于25%，因此不优选；优选浓度为10-20%，在酸性环境下对镍铬金属膜的蚀刻速度和溶解度提供稳定有效的保障，确保良品率。

所述氢氟酸的质量百分比浓度为1-20%，氢氟酸的作用是对薄膜中硅组分的蚀刻，当其质量百分比低于1%时，对硅蚀刻速度太慢；当其质量百分比高于20%时，对硅的刻蚀速度过快，同时会对陶瓷基板产生腐蚀，因此不优选；优选浓度为5-10%，此时对硅的刻蚀速度适中，对陶瓷基板无影响，效果稳定性强，适用性广。

所述十八烷基三甲基氯化铵的质量百分比浓度为0.1-5%，十八烷基三甲基氯化铵作为蚀刻镍铬硅薄膜的表面活性剂和促进剂，十八烷基三甲基氯化铵的使用可以增加蚀刻液和金属薄膜的亲密性和穿透性，可以通过其用量对反应速度进行调节以满足不同客户对蚀刻速度的要求；优选浓度为0.5-2%，能满足大多数客户需求。