CN104733284A - 半导体的表面处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的一种半导体的表面处理方法，包括：在一半导体的表面上覆盖一含碳保护层；以及在所述含碳保护层上掺杂氟离子。本发明的半导体的表面处理方法可降低半导体的表面张力，提高防水性能，防止液体、油污等积聚在半导体的表面，从而改进半导体的性能。
Description
技术领域
本发明涉及半导体的制造领域，尤其涉及一种在半导体的制造过程中对其表面处理的方法。
背景技术
随着半导体设备的发展，半导体电子元件的应用越来越广泛。为适应半导体电子元件的不同需求，半导体电子元件的表面有各种的设计和改进。例如，一些半导体电子元件为迎合低摩擦力的需求而将表面设计成光滑平坦；一些半导体为适应形状或兼容性而将设计成弧形表面。
对于一些与外界媒介相配合的半导体元件，因其内的电子元件如传感器、磁性元件十分灵敏、脆弱，故此在其表面覆盖一层保护膜，以使其免受外界的干扰，如静电荷、外部磁场等。该保护膜通常是绝缘的含碳保护膜。当此半导体元件和外界媒介配合使用时，或会接触媒介，或当半导体在非干燥的工作环境下受到水汽、液体、油污等的影响。此时，半导体的表面张力、亲水性等则会影响到半导体自身或媒介，例如，半导体上过大的表面张力过大，亲水性好，液体、油污会润湿半导体元件的表面，从而影响其内的电子元件。
因此，亟待一种改进的半导体的表面处理方法，以克服上述缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种半导体的表面处理方法，以降低半导体的表面张力，提高防水性能，防止液体、油污等积聚在半导体的表面，从而改进半导体的性能。
为达到以上目的，本发明提供一种半导体的表面处理方法，包括：在一半导体的表面上覆盖一含碳保护层；以及在所述含碳保护层上掺杂氟离子。
较佳地，在所述含碳保护层上掺杂所述氟离子之前，还包括：在所述半导体的磁区域的表面上覆盖磁保护膜。
较佳地，所述磁保护膜为光致抗蚀剂。
优选地，通过等离子体刻蚀方式在所述含碳保护层上掺杂所述氟离子。更佳地，所述氟离子由电离四氟化碳气体获得。
优选地，在所述半导体的媒介相向面上覆盖所述含碳保护层。
优选地，所述含碳保护层为类金刚石碳层。有技术相比，本发明由于在半导体表面的含碳保护层上掺杂氟离子，从而在含碳保护层上形成碳-氟（C-F）键，该C-F键是很强的化学键，其具有良好的防水性能（疏水性），即使在半导体进行清洗工序（如水清洗或溶剂清洗）时，该C-F键亦不会被破坏，从而很好地保护该半导体的表面。正因为其良好的疏水性，通过水接触角测试可得知，含氟离子的半导体表面的表面张力大大下降，从而使半导体性能得到提高，在与媒介配合使用时，该表面不会积聚溶剂而影响其半导体和媒介的性能；在非干燥的工作环境下，该半导体表面也不会积聚液体、油污等，因此不会影响半导体的内部元件的性能。
具体实施方式
如上所述，本发明的实质在于提供一种半导体的表面处理方法，以降低半导体的表面张力，提高防水性能，防止液体、油污等积聚在半导体的表面，从而改进半导体的性能。
本发明一种半导体的表面处理方法的一个实施例包括以下步骤：
（1）在半导体的表面上覆盖一含碳保护层；以及
（2）在该含碳保护层上掺杂氟离子。
具体地，该含碳保护层可以是类金刚石碳层（Diamond-Like Carbon），其厚度并不受限制，因应实际需求而设定。
较佳地，该含碳保护层可以覆盖半导体的所有表面，或仅仅覆盖在半导体的媒介相向面上。在该半导体内嵌有磁元件的情况下，在半导体的磁元件区域的表面上覆盖磁保护膜，例如该磁保护膜为光致抗蚀剂，以保护磁元件在步骤（2）的掺杂过程中受到氟离子的腐蚀。
在步骤（2）中，本发明通过离子注入技术进行氟离子的掺杂。为了使氟离子能够进入到含碳保护层中去，需要首先把母体分子（即四氟化碳（CF4）气体）电离成离子，并用强电场加速、让氟离子获得很高的动能，然后再直接轰击含碳保护层。具体地，通过等离子体刻蚀方式在含碳保护层上掺杂氟离子，例如，该工序在反应离子刻蚀（Reactive Ion Etching）反应室上进行。具体地，通过电离四氟化碳（CF4）气体而使其在高能量的电子碰撞作用下分解获得氟离子；继而氟离子由于扩散或者在电场作用下到达含碳保护层的表面，并在表面上发生化学反应，即形成碳-氟（C-F）键。在刻蚀过程中可掺入适量的氧气从而提高刻蚀速率。刻蚀的参数如下表1所示：
表1
为确保在含碳保护层上自由掺杂氟离子，而含碳保护层不被刻蚀掉，在本发明中，该电镀功率设置为0w。
由于氟离子在金属或磁材料上具有较强的腐蚀性，因此，在进行氟离子掺杂之前，在半导体的磁元件区域的表面上覆盖磁保护膜，该磁保护膜应有足够的厚度。
掺杂氟离子后的半导体表面上的氟含量例如在3%～8%范围内，但因应工作流量的不同而不同。
另外，该掺杂工序可在半导体的半成品或成品阶段进行。
需要注意的是，掺杂氟离子的工艺参数等可依照实际情况而改变，并不受限制。
本发明由于在半导体表面的含碳保护层上掺杂氟离子，从而在含碳保护层上形成碳-氟（C-F）键，该C-F键是很强的化学键，其具有良好的防水性能（疏水性），即使在半导体进行清洗工序（如水清洗或溶剂清洗）时，该C-F键亦不会被破坏，从而很好地保护该半导体的表面。正因为其良好的疏水性，通过水接触角测试可得知，含氟离子的半导体表面的表面张力大大下降，从而使半导体性能得到提高。在与媒介配合使用时，该表面不会积聚溶剂而影响其半导体和媒介的性能；在非干燥的工作环境下，该半导体表面也不会积聚液体、油污等，因此不会影响半导体的内部元件的性能。
以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (7)
1.一种半导体的表面处理方法，其特征在于，包括：
在一半导体的表面上覆盖一含碳保护层；以及
在所述含碳保护层上掺杂氟离子。
2.如权利要求1所述的半导体的表面处理方法，其特征在于：在所述含碳保护层上掺杂所述氟离子之前，还包括：在所述半导体的磁区域的表面上覆盖磁保护膜。
3.如权利要求2所述的半导体的表面处理方法，其特征在于：所述磁保护膜为光致抗蚀剂。
4.如权利要求1所述的半导体的表面处理方法，其特征在于：通过等离子体刻蚀方式在所述含碳保护层上掺杂所述氟离子。
5.如权利要求4所述的半导体的表面处理方法，其特征在于：所述氟离子由电离四氟化碳气体获得。
6.如权利要求1所述的半导体的表面处理方法，其特征在于，包括：在所述半导体的媒介相向面上覆盖所述含碳保护层。
7.如权利要求1-6任一项所述的半导体的表面处理方法，其特征在于：所述含碳保护层为类金刚石碳层。
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