[发明专利]一种晶圆级Au金属膜层湿法腐蚀图形化的方法

说明书

本发明公开一种晶圆级Au金属膜层湿法腐蚀图形化的方法，包括以下步骤：S1、清洗硅片，去除硅片表面污垢；S2、在硅片表面磁控溅射Au金属膜层；S3、采用光刻工艺，在Au金属膜层表面制备IMPATT二极管管芯电极图形；S4、配置腐蚀溶液，腐蚀溶液由体积比1:1:1的Na₂S₂O₃溶液、CH₄N₂S溶液与K₃Fe(CN)₆溶液混合构成；Na₂S₂O₃溶液、CH₄N₂S溶液以及K₃Fe(CN)₆溶液的浓度均为10％；通过腐蚀溶液按照湿法腐蚀工艺对Au金属膜层进行图形化腐蚀；S5、采用有机溶剂去除光刻胶，得到IMPATT二极管管芯电极；该方法提高了晶圆级Au膜层图形化腐蚀工艺后的线条控制精度，且实施成本较低,减小环境污染。

技术领域

本发明涉及毫米波雪崩二极管管芯制备技术领域，具体是一种晶圆级Au金属膜层湿法腐蚀图形化的方法。

背景技术

雪崩二极管是六十代中期开始发展起来的一种新型的微波半导体功率器件，全名是碰撞电离雪崩渡越时间二极管，即“Impact ionization avalanche transit time”（IMPATT） ，通常称为IMPATT管或IMPATT二极管，它是雪崩倍增效应和渡越时间效应两个物理过程所形成的相位延迟的负阻有源器件。IMPATT二极管的工作原理是利用半导体器件结构中的载流子（电子与空穴）碰撞电离和渡越时间两种物理效应之间的相互作用，使二极管在很高的频率下产生较大的微波功率输出。IMPATT二极管在高于60GHz直至400GHz的频率其功率电平比其它类型二极管高，如硅基微波三极管、砷化镓及磷化铟Gunn体效应二极管、硅基CMOS器件及化合半导体HEMT器件等。当前硅基雪崩二极管的振荡频率能覆盖30～300GHz的整个毫米波波段，其最高振荡频率目前超过400GHz。

IMPATT二极管电极承担着n+/p+区金属欧姆接触、器件的散热体、器件的机械承载体作用，电极结构对器件的电学连接、器件的散热能力(器件的热阻)、器件的动态参数、机械强度及器件的可靠性等都有重要的影响。需要从上述多个方面去研究和设计器件的金属电极结构，要研究Au膜层层厚度及图形化方法，研究金属层厚度均匀性控制技术与线宽精度的控制等技术。

目前，管芯制备存在的问题是：一、电极Au膜层图形化湿法工艺稳定性较差，直接影响降低器件电性能及可靠性能；二、现有碘配碘化钾腐蚀溶液腐蚀速率较慢，均匀性不可控，腐蚀完成后线条形貌不佳，线宽精度难以控制；三、现有碘配碘化钾腐蚀溶液对人身体及环境会造成极大的危害,回收处理费用极高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种晶圆级Au金属膜层湿法腐蚀图形化的方法，该方法提高了晶圆级Au膜层图形化腐蚀工艺后的线条控制精度，且实施成本较低,减小环境污染。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种晶圆级Au金属膜层湿法腐蚀图形化的方法，包括以下步骤：

S1、清洗硅片，去除硅片表面污垢；

S2、在硅片表面磁控溅射Au金属膜层；

S3、采用光刻工艺，在Au金属膜层表面制备IMPATT二极管管芯电极图形；