[发明专利]一种提高化合物半导体器件可靠性能的背段工艺

说明书

本发明公开了一种提高化合物半导体器件可靠性能的背段工艺，在晶片完成正面制程以及背孔、背金层及阻挡层等步骤之后，使用异丙醇浸润阻挡层表面，然后涂布光刻胶，对光刻胶进行泛曝光，控制泛曝光时间至背孔之外的光刻胶完全曝光且至少部分背孔之内的光刻胶未完全曝光，显影去除完全曝光的光刻胶，蚀刻去除裸露的阻挡层之后去除背孔之内余下的光刻胶，从而留下位于背孔之内的阻挡层。本发明利用IPA浸润阻挡层的方法，使光刻胶可以均匀的涂布进孔内，不需要光罩版，利用泛曝光时间控制曝光胶厚，确保蚀刻后阻挡层金属只会在背孔内存在，相对传统工艺结构减小器件接地电阻，同时减少烧结孔隙率，提高器件的可靠性能。

技术领域

本发明涉及半导体工艺技术领域，尤其涉及一种提高化合物半导体器件可靠性能的背段工艺。

背景技术

宽禁带化合物半导体材料，例如GaN特有的极化效应以及高电子饱和速度，使得GaN HEMT器件成为很有前景的微波功率器件之一。

射频功率器件在制作中为了降低寄生源极电感和改善器件散热性能，会采用衬底减薄、源极背孔和电镀背金的工艺。在封装时由于其良好的热导特性，一般采用金锡进行芯片的贴装。在现有工艺制程的器件工作过程中，锡焊料会从背孔渗透到器件正面，带来器件可靠性问题。

目前业界一般采用电镀背金后再溅镀一层金属作阻挡层，然后用光刻和蚀刻工艺将背孔外面的阻挡层去除，以在背孔内形成阻挡层。此工艺的缺点之一是需要额外一张光罩版，这既增加了成本又带来了工艺的复杂度。另外，由于背面光刻对准的要求以及现有光刻工艺精度的限制，此方法形成的金属阻挡层不仅存在于背孔内，背孔外面也会留有金属阻挡层，一方面会增加器件接地电阻，另一方面烧结时孔边缘孔隙率会比较大。因而，急需一种只在背孔内形成阻挡层的简单工艺以控制成本和提高器件性能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种提高化合物半导体器件可靠性能的背段工艺。

为了实现以上目的，本发明的技术方案为：

一种提高化合物半导体器件可靠性能的背段工艺包括以下步骤：

1)提供已完成部分器件制程的化合物半导体晶片，所述晶片正面设有金属连线层，所述晶片具有贯穿正面和背面的背孔，所述背孔暴露所述金属连线层；

2)通过沉积工艺于所述晶片背面形成背金层；

3)通过沉积工艺于所述背金层表面形成阻挡层；

4)使用异丙醇浸润阻挡层表面，然后涂布光刻胶；

5)对光刻胶进行泛曝光，控制泛曝光时间至背孔之外的光刻胶完全曝光且至少部分背孔之内的光刻胶未完全曝光；

6)显影去除完全曝光的光刻胶；

7)蚀刻去除裸露的阻挡层；

8)去除背孔之内余下的光刻胶。

可选的，所述背金层的形成过程为：采用溅镀的方法于晶片背面形成种子层，然后采用电镀的方法于种子层上形成Au层；其中种子层的材料为TiW/Au或NiV/Au，Au层厚度为2μm～6μm。

可选的，所述阻挡层的材料为Ti、TiW、W、WN、WSi、WSiN、Ni或NiV。

可选的，所述阻挡层的厚度为100nm～200nm。

可选的，步骤4)中，所述光刻胶涂覆厚度为4μm～6μm。

可选的，所述泛曝光能量为1500mJ～2500mJ，时间为40s～60s。

可选的，所述晶片的厚度不少于30μm。

可选的，所述阻挡层的沉积工艺包括溅镀、电子束蒸发、电镀和化学镀。