[发明专利]一种侧蚀量可控的锗蚀刻液

说明书

本发明属于电子化学品领域，具体涉及一种侧蚀量可控的锗蚀刻液及其制备方法。所述蚀刻液主要用于蚀刻晶圆上的锗膜层，并控制光阻结构下方的侧蚀量，组成包括氧化剂、氟离子源、粘度调节剂、pH调节剂和高纯水。氧化剂将锗氧化，且不损伤硅衬底；氟离子源主要起到络合溶解锗的氧化物的作用；粘度调节剂用于控制蚀刻液粘度，改善侧向钻蚀能力；锗膜层上方光阻对pH值非常敏感，pH调节剂可以避免pH过低时导致光阻剥离。

技术领域

本发明属于电子化学品领域，具体涉及一种侧蚀量可控的锗蚀刻液及其蚀刻方法。

背景技术

六十年代以前，锗作为重要的半导体材料而被大量使用，随后由于硅材料的崛起，锗在半导体领域的用量大幅减少，然而其在红外、光纤、催化剂等领域的开发应用一直在持续。近年来，无线能量传输技术发展迅速，受到了业界越来越多的关注。对于微波无线能量传输系统的应用，锗肖特基二极管作为整流电路的核心元件表现出极为优异的性能。锗的空穴迁移率和电子迁移率都显著高于硅材料，因此锗晶体管的运行速度远高于硅晶体管。锗衬底的蚀刻可以采用干法蚀刻和湿法蚀刻，前者成本较高而且容易引入离子损伤导致缺陷；后者优势在于成本低，且湿法蚀刻具有较高的选择性。

发明内容

本发明针对现有半导体集成电路工艺中对锗的湿法蚀刻侧蚀量难以的控制问题，目的在于提供一种侧蚀量可控的锗蚀刻液配方及其使用方法。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种侧蚀量可控的锗蚀刻液，锗蚀刻后能实现侧蚀量的控制，蚀刻液主要成分包括1～15wt％的氧化剂、1～5wt％的氟离子源、0.1～1.0wt％的粘度调节剂、调节pH值至6～7的pH调节剂和余量的高纯水。

上述方案中所述的侧蚀量可控的锗蚀刻液，其特征在于：所述氧化剂为n-氧化吡啶、过氧乙酸、双氧水、硝酸、苯醌、蒽醌中的至少一种，氧化剂在蚀刻过程中将锗氧化。

上述方案中所述的侧蚀量可控的锗蚀刻液，其特征在于：所述氟离子源为氟化铵、氟化氢铵、氟硼酸、氟硼酸盐、氟硅酸、氟硅酸盐、三乙胺三氢氟酸、吡啶氢氟酸盐、四丁基氟化铵等化合物中的至少一种。氟离子源在蚀刻过程中起到络合去除锗的氧化物的作用。

上述方案中所述的侧蚀量可控的锗蚀刻液，其特征在于：所述的粘度调节剂为改性烷基二乙醇酰胺、改性聚丙烯酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐等物质中的至少一种。粘度调节剂主要起到控制蚀刻液粘度，改善侧向钻蚀能力作用。

上述方案中所述的侧蚀量可控的锗蚀刻液，其特征在于：所述改性烷基二乙醇酰胺是指在烷基二乙醇酰胺链上引入聚琥珀酰亚胺聚合物，所述烷基二乙醇酰胺选自椰油酸二乙醇酰胺、月桂酸二乙醇酰胺中的一种；所述改性聚丙烯酰胺是指在聚丙烯酰胺长链上引入十二烷基硼酸二乙醇胺酯基团的化合物。

上述方案中所述的侧蚀量可控的锗蚀刻液，其特征在于：所述pH调节剂为氨乙基丙二醇、咪唑、磷酸氢二钾、磷酸氢二铵等物质中的一种，调整pH值为6～8。调节pH值可避免pH值较低时光阻剥离。

为实现上述发明目的，本发明采用的蚀刻方法包括以下步骤：

S1：配置权力要求1～5中任一种锗蚀刻液，所述锗蚀刻液包含氧化剂、氟离子源、粘度调节剂、pH调节剂和超纯水，并将锗蚀刻液导入槽式蚀刻机台的化学品缓冲槽中，蚀刻液温度控制在20℃～40℃；

S2：将5～15片半导体器件水平放入晶圆提篮，每片半导体器件上下间隔2cm，并通过卡扣固定，并将晶圆提篮浸入化学品缓冲槽的锗蚀刻液中；

S3：化学品缓冲槽循环流量设置为5～15L/min，蚀刻时间10min，蚀刻完成后取出盛放半导体器件的晶圆提篮，放入热快速干燥装置中进行清洗干燥。