CN103871838B - 功率器件的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种功率器件的制造方法，包括步骤：步骤一、在硅片的正面完成正面工艺，包括涂布聚酰亚胺。步骤二、对硅片背面进行减薄，进行背面离子注入和退火激活。步骤3a、采用湿法旋转刻蚀工艺对硅片背面进行处理。步骤3b、用带有兆声波的去离子水对硅片进行水洗。步骤3c、采用氮气吹干加高速甩干的方法对硅片背面进行干燥。步骤四、形成背面金属。本发明能消除聚酰亚胺对硅片背面的污染，避免背面金属剥落，能适用于大规模生产的需要。

Description

功率器件的制造方法
技术领域
本发明涉及一种半导体集成电路制造工艺方法，特别是涉及一种功率器件的制造方法。
背景技术
在高压功率器件生产制造工艺中，通常采用聚酰亚胺作为顶层金属层的保护层，起到防止氧化、防止水汽渗入的作用。聚酰亚胺具有高绝缘性、热稳定性、高平整性、可成像等特点，目前被广泛应用于功率器件生产领域。
高压功率器件产品工艺过程中，聚酰亚胺被涂布在硅片的钝化层（Passivation）上,起到保护器件的作用。现有高压功率器件背面工艺流程：对已完成正面金属布线工艺的硅片进行背面机械减薄，减薄后用湿法去除背面机械损伤层，再对硅片背面做P或B的高剂量离子注入，经过450℃高温退火激活注入离子，最后用溅射工艺在背面沉积金属薄膜。聚酰亚胺在450℃高温炉管退火过程中，会出现挥发问题，聚酰亚胺会粘附到硅片背面。粘附在硅片背面的聚酰亚胺阻挡金属膜沉积在硅表面上，造成背面金属剥落问题，使整个器件失效。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种功率器件的制造方法，能消除聚酰亚胺对硅片背面的污染，避免背面金属剥落，还能适用于大规模生产的需要。
为解决上述技术问题，本发明提供的功率器件的制造方法包括如下步骤：
步骤一、在硅片的正面完成功率器件的正面工艺，所述正面工艺包括形成顶层金属，在所述顶层金属上形成钝化层，在所述钝化层上涂布聚酰亚胺。
步骤二、涂布所述聚酰亚胺之后，对所述硅片背面进行减薄，减薄之后对所述硅片背面进行背面离子注入，对所述背面离子注入的离子进行退火激活。
步骤三、去除在所述退火激活过程中正面的所述聚酰亚胺对所述硅片背面的污染，包括如下分步骤：
步骤3a、采用湿法旋转刻蚀工艺对所述硅片背面进行处理，所述湿法旋转刻蚀工艺采用碱性氧化药液对所述硅片背面的硅进行腐蚀，硅腐蚀的厚度为10埃以下。
步骤3b、所述湿法旋转刻蚀工艺之后，用带有兆声波的去离子水对所述硅片进行水洗。
步骤3c、采用干燥工艺将所述水洗后残留在所述硅片的背面的水去除，所述干燥工艺采用氮气吹干加高速甩干的方法。
步骤四、对去除污染后的所述硅片背面形成背面金属。
进一步的改进，步骤3a中所述湿法旋转刻蚀工艺的工艺时间为2分钟～3分钟、所述碱性氧化药液的温度为60℃～80℃。
进一步的改进，步骤3a中所述碱性氧化药液的成分为：NH4OH、H2O2和H2O。
进一步的改进，步骤3a中所述湿法旋转刻蚀工艺的旋转速度为600转/分钟～800转/分钟，所述碱性氧化药液的流量为1升/分钟～2升/分钟。
进一步的改进，步骤3b中所述水洗工艺的兆声波功率为400瓦～600瓦。
进一步的改进，步骤3b中所述水洗工艺的条件为：时间为30秒～60秒、旋转速度为400转/分钟～600转/分钟、去离子水流量为2升/分钟。
进一步的改进，步骤3c中的所述干燥工艺的时间为10秒～20秒，所述高速甩干的旋转速度为1800转/分钟～2000转/分钟，所述氮气吹干的氮气流量为250升/分钟～300升/分钟，所述干燥工艺是在进行所述高速甩干的同时吹氮气进行所述氮气吹干。
进一步的改进，步骤二中所述背面离子注入包括背面硼离子注入或背面磷离子注入，所述退火激活的温度为450℃。
进一步的改进，步骤3a～3c在同一湿法旋转刻蚀机台中完成。
本发明能够在背面离子注入的退火激活后、背面金属形成前有效的将聚酰亚胺对所述硅片背面的污染去除，能够避免后续背面金属剥落的问题。本发明去除硅片背面污染过程中采用对一定厚度的硅的腐蚀来实现背面聚酰亚胺污染的有效去除，该方法对硅的腐蚀厚度为10埃以下，不会对器件性能产生影响，能达到半导体制造的要求。本发明所使用的装置及药液都是半导体制造常用的设备和化学药品，不需要特殊的设备和化学药品，适用于大规模生产的需要。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是本发明实施例功率器件的制造方法的流程图。
具体实施方式
如图1所示，是本发明实施例功率器件的制造方法的流程图。本发明实施例功率器件的制造方法包括如下步骤：
步骤一、在硅片的正面完成功率器件的正面工艺，所述正面工艺包括形成顶层金属，在所述顶层金属上形成钝化层，在所述钝化层上涂布聚酰亚胺。用所述聚酰亚胺作为所述顶层金属的保护层。
步骤二、涂布所述聚酰亚胺之后，对所述硅片背面进行减薄，减薄之后对所述硅片背面进行背面离子注入，所述背面离子注入包括在P型区进行的背面硼离子注入、或在N型区形成的背面磷离子注入。
对所述背面离子注入的离子进行退火激活，所述退火激活的温度为450℃。所述聚酰亚胺在所述退火激活过程中会产生挥发，并粘附在所述硅片背面形成对所述硅片背面的污染。
步骤三、在同一湿法旋转刻蚀机台中去除在所述退火激活过程中正面的所述聚酰亚胺对所述硅片背面的污染，包括如下分步骤：
步骤3a、采用湿法旋转刻蚀工艺对所述硅片背面进行处理，所述湿法旋转刻蚀工艺采用碱性氧化药液对所述硅片背面的硅进行腐蚀，硅腐蚀的厚度为10埃以下。
所述湿法旋转刻蚀工艺的工艺时间为2分钟～3分钟、所述碱性氧化药液的温度为60℃～80℃。所述碱性氧化药液的成分为：NH4OH、H2O2和H2O。所述湿法旋转刻蚀工艺的旋转速度为600转/分钟～800转/分钟，所述碱性氧化药液的流量为1升/分钟～2升/分钟。
步骤3b、所述湿法旋转刻蚀工艺之后，用带有兆声波的去离子水对所述硅片进行水洗。所述水洗工艺的条件为：时间为30秒～60秒，旋转速度为400转/分钟～600转/分钟，去离子水流量为2升/分钟，采用的兆声波功率为400瓦～600瓦。
步骤3c、采用干燥工艺将所述水洗后残留在所述硅片的背面的水去除，所述干燥工艺采用氮气吹干加高速甩干的方法,且所述干燥工艺是在进行所述高速甩干的同时吹氮气进行所述氮气吹干。所述干燥工艺的时间为10秒～20秒，所述高速甩干的旋转速度为1800转/分钟～2000转/分钟，所述氮气吹干的氮气流量为250升/分钟～300升/分钟。
步骤四、对去除污染后的所述硅片背面形成背面金属。
以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种功率器件的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、在硅片的正面完成功率器件的正面工艺，所述正面工艺包括形成顶层金属，在所述顶层金属上形成钝化层，在所述钝化层上涂布聚酰亚胺；
步骤二、涂布所述聚酰亚胺之后，对所述硅片背面进行减薄，减薄之后对所述硅片背面进行背面离子注入，对所述背面离子注入的离子进行退火激活；
步骤三、去除在所述退火激活过程中正面的所述聚酰亚胺对所述硅片背面的污染，包括如下分步骤：
步骤3a、采用湿法旋转刻蚀工艺对所述硅片背面进行处理，所述湿法旋转刻蚀工艺采用碱性氧化药液对所述硅片背面的硅进行腐蚀，硅腐蚀的厚度为10埃以下；
步骤3b、所述湿法旋转刻蚀工艺之后，用带有兆声波的去离子水对所述硅片进行水洗；
步骤3c、采用干燥工艺将所述水洗后残留在所述硅片的背面的水去除，所述干燥工艺采用氮气吹干加高速甩干的方法；
步骤四、对去除污染后的所述硅片背面形成背面金属。
2.如权利要求1所述的功率器件的制造方法，其特征在于：步骤3a中所述湿法旋转刻蚀工艺的工艺时间为2分钟～3分钟、所述碱性氧化药液的温度为60℃～80℃。
3.如权利要求1所述的功率器件的制造方法，其特征在于：步骤3a中所述碱性氧化药液的成分为：NH4OH、H2O2和H2O。
4.如权利要求1所述的功率器件的制造方法，其特征在于：步骤3a中所述湿法旋转刻蚀工艺的旋转速度为600转/分钟～800转/分钟，所述碱性氧化药液的流量为1升/分钟～2升/分钟。
5.如权利要求1所述的功率器件的制造方法，其特征在于：步骤3b中所述水洗工艺的兆声波功率为400瓦～600瓦。
6.如权利要求1所述的功率器件的制造方法，其特征在于：步骤3b中所述水洗工艺的条件为：时间为30秒～60秒、旋转速度为400转/分钟～600转/分钟、去离子水流量为2升/分钟。
7.如权利要求1所述的功率器件的制造方法，其特征在于：步骤3c中的所述干燥工艺的时间为10秒～20秒，所述高速甩干的旋转速度为1800转/分钟～2000转/分钟，所述氮气吹干的氮气流量为250升/分钟～300升/分钟，所述干燥工艺是在进行所述高速甩干的同时吹氮气进行所述氮气吹干。
8.如权利要求1所述的功率器件的制造方法，其特征在于：步骤二中所述背面离子注入包括背面硼离子注入或背面磷离子注入，所述退火激活的温度为450℃。
9.如权利要求1所述的功率器件的制造方法，其特征在于：步骤3a～3c在同一湿法旋转刻蚀机台中完成。
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