CN110581061B - 一种氮化镓mmic功率放大器芯片的加工工艺 - Google Patents

一种氮化镓mmic功率放大器芯片的加工工艺 Download PDF

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Abstract

一种氮化镓MMIC功率放大器芯片的加工工艺，属于集成电路芯片制造的技术领域，包括对基片逐步进行光刻桥墩、清洗、溅射钛金金属层、光刻桥面、电镀、去胶、腐蚀钛金金属层、二次去胶，关键在于，所述的腐蚀钛金金属层工序包括将基片置于腐蚀液A和腐蚀液B中进行腐蚀，腐蚀液A或腐蚀液B腐蚀时，基片振动频率15‑30次/分钟，腐蚀时间55‑60s，控制环境温度为22±2℃、湿度为55±5％RH；所述金属腐蚀液A按照碘：碘化钾：异丙醇：纯水＝1:1:3:2的质量比配制；所述的腐蚀液B按照氢氟酸、双氧水、水＝1:1:10的质量比配制，本发明能够对金属进行充分腐蚀，腐蚀的效果良好，能够完美达到工艺的要求。

Description

一种氮化镓MMIC功率放大器芯片的加工工艺
技术领域
本发明属于集成电路芯片制造的技术领域，涉及氮化镓MMIC功率放大器芯片，具体涉及氮化镓MMIC功率放大器芯片的加工工艺。
背景技术
人们的日常生活越来越依赖于电子化的数据和设备，相应的功率电子产业的蓬勃发展，以氮化镓(GaN)为代表的宽禁带半导体材料，具有更高的击穿电场、更高的开关频率，更好的导热性和更高的工作温度，因此在集成电路芯片领域有广阔的应用前景。
集成电路芯片的版图解剖不仅决定着集成电路的功能是否正确，且对集成电路的性能、成本与功耗也会有很大程度的影响。对集成电路版图进行的解剖是能否实现电路的性能和最低功耗的关键。芯片的解剖实际上就是对集成电路芯片进行腐蚀，因此对于芯片加工过程中腐蚀金属的腐蚀液的研究具有很大的意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种氮化镓MMIC功率放大器芯片的加工工艺及该工艺过程中使用的金属腐蚀液，该金属腐蚀液在氮化镓(GaN)MMIC功率放大器芯片的加工过程中能够快速高效的腐蚀金属金(Au)/钛(Ti)等金属。
本发明所采取的具体技术方案是：一种氮化镓MMIC功率放大器芯片的加工工艺，包括对基片逐步进行光刻桥墩、清洗、溅射钛金金属层、光刻桥面、电镀、去胶、腐蚀钛金金属层、二次去胶，关键在于，所述的腐蚀钛金金属层工序包括将基片置于腐蚀液A和腐蚀液B中进行腐蚀，腐蚀液A或腐蚀液B腐蚀时，基片振动频率15-30次/分钟，腐蚀时间55-60s，控制环境温度为22±2℃、湿度为55±5％RH；
所述金属腐蚀液A按照碘：碘化钾：异丙醇：纯水＝1:1:3:2的质量比配制；所述的腐蚀液B按照氢氟酸、质量分数30-60％的双氧水、水＝1:1:10的质量比配制。
腐蚀钛金金属层工序后，二次去胶工序前将基片用高纯水冲洗、60-70℃的热氮气烘干。
光刻桥墩工序包括在基片上旋涂光刻正胶，在基片表面上定位桥墩图形，然后通过曝光将桥墩图形转移到光刻正胶上。
清洗工序包括对光刻桥墩所在的区域逐步进行有机清洗和SPM清洗；
有机清洗工序包括先泡到丙酮清洗5-10min，再泡到异丙醇中进行清洗5-10min，SPM清洗是泡入按照浓硫酸：双氧水：水＝1:1:3配置的溶液中清洗。
所述浓硫酸为质量分数为70-98％的硫酸，所述双氧水为质量分数为30-60％的过氧化氢溶液。
溅射钛金金属层工序包括在经过清洗的基片表面溅射厚度
Figure BDA0002213845180000021
的钛和
Figure BDA0002213845180000022
的金。
光刻桥面工序包括在溅射的钛金金属层上涂覆光刻负胶，再在光刻负胶上光刻出电镀区域。
所述的电镀工序包括在电镀区域电镀淀积1.0-2.0μm钛和1.0-2.0μm的金。
所述去胶工序包括将经过电镀的基片浸泡于丙酮中，加热至77-80℃，振动50-60s，振动频率30-60次/分钟。
所述二次去胶工序包括将经过腐蚀钛金金属层的基片浸泡于丙酮中，加热至77-80℃，振动50-60s，振动频率30-60次/分钟。
本发明的有益效果是：本发明能够对金属进行充分腐蚀，腐蚀的效果良好，能够完美达到工艺的要求。
本发明腐蚀液，配置简单，容易操作，易于控制，反应平稳安全。
具体实施方式
本发明的工艺过程为：光刻桥墩——清洗——溅射钛金金属层——光刻桥面——电镀——去胶——腐蚀钛金金属层——二次去胶。下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
1.光刻桥墩
在基片上旋涂光刻正胶RZJ-304，在基片表面上定位桥墩图形，然后通过曝光将桥墩图形转移到光刻正胶上。
2.清洗
对光刻桥墩所在的区域逐步进行有机清洗和SPM清洗；有机清洗是先泡到丙酮清洗7min，再泡到异丙醇中进行清洗7min，SPM清洗是泡入按照质量分数98％的浓硫酸：质量分数30％的双氧水：水＝1:1:3配置的溶液中清洗。这样可以充分去除光刻胶跟片子表面杂质。
3.溅射钛金金属层
在经过清洗的圆片表面溅射钛(Ti)和金(Au)，溅射的厚度分别是钛(Ti)
Figure BDA0002213845180000031
金(Au)
Figure BDA0002213845180000032
4.光刻桥面
在溅射的钛金金属层上涂覆光刻负胶SUN-lift1302，再在光刻负胶上光刻出电镀区域。
5.电镀
在电镀区域电镀淀积1.0μm钛和2.0μm的金。
6.去胶
将电镀后的圆片置于去胶液(丙酮)中浸泡，去胶液加热至80℃，振动50s，振动频率30次/分钟，去除掉光刻负胶SUN-lift1302。
7.腐蚀钛金金属层
按照碘(I)：碘化钾(KI)：异丙醇(IPA)：纯水(H2O)的质量比为1:1:3:2配制腐蚀液A，将圆片置于腐蚀液A中进行腐蚀金，腐蚀时的环境温度：22℃，湿度：55％RH，腐蚀时圆片振动频率20次/分钟，腐蚀时间1分钟，然后将圆片取出，用高纯水进行冲洗，65℃热氮气烘干。
按照氢氟酸(HF)：30％质量分数的双氧水(H2O2)：水(H2O)的质量比为1:1:10配制腐蚀液B，将圆片置于腐蚀液B中进行腐蚀钛，腐蚀时的环境温度：22℃，湿度：55％RH，腐蚀时圆片振动频率20次/分钟，腐蚀时间1分钟，然后将圆片取出，用高纯水进行冲洗，65℃热氮气烘干。其中，晃动过快或过慢会影响腐蚀效果；采用热氮烘干不会污染基片。
8.二次去胶
将腐蚀钛金金属层的圆片置于去胶液(丙酮)中浸泡，去胶液加热至80℃，振动60s，振动频率60次/分钟，去除掉光刻正胶RZJ-304。
实施例2
1.光刻桥墩
在基片上旋涂光刻正胶RZJ-304，把桥墩图形在基片表面上定位，然后通过曝光将桥墩图形转移到光刻正胶上。
2.清洗
对光刻区域逐步进行有机清洗和SPM清洗；有机清洗是先泡到丙酮清洗5min，再泡到异丙醇中进行清洗10min，SPM清洗是泡入按照质量分数70％的浓硫酸：质量分数60％的双氧水：水＝1:1:3配置的溶液中清洗。这样可以充分去除光刻胶跟片子表面杂质。
3.溅射钛金金属层
在经过清洗的圆片表面溅射钛(Ti)和金(Au)，溅射的厚度分别是钛(Ti)
Figure BDA0002213845180000051
金(Au)
Figure BDA0002213845180000052
4.光刻桥面
在溅射的钛金金属层上涂覆光刻负胶SUN-lift1302，再在光刻负胶上光刻出电镀区域。
5.电镀
在电镀区域电镀淀积2.0μm钛和1.0μm的金。
6.去胶
将电镀后的圆片置于去胶液(丙酮)中浸泡，去胶液加热至77℃，振动60s，振动频率60次/分钟，去除掉光刻负胶SUN-lift1302。
7.腐蚀钛金金属层
按照碘(I)：碘化钾(KI)：异丙醇(IPA)：纯水(H2O)的质量比为1:1:3:2配制腐蚀液A，将圆片置于腐蚀液A中进行腐蚀金，腐蚀时的环境温度：20℃，湿度：50％RH，腐蚀时圆片振动频率15次/分钟，腐蚀时间55s，然后将圆片取出，用高纯水进行冲洗，60℃热氮气烘干。
按照氢氟酸(HF)：60％质量分数的双氧水(H2O2)：水(H2O)的质量比为1:1:10配制腐蚀液B，将圆片置于腐蚀液B中进行腐蚀钛，腐蚀时的环境温度：24℃，湿度：60％RH，腐蚀时圆片振动频率30次/分钟，腐蚀时间1分钟，然后将圆片取出，用高纯水进行冲洗，70℃热氮气烘干。其中，晃动过快或过慢会影响腐蚀效果；采用热氮烘干不会污染基片。
8.二次去胶
将电镀后的圆片置于去胶液(丙酮)中浸泡，去胶液加热至78℃，振动30s，振动频率60次/分钟，去除掉光刻正胶RZJ-304。
实施例3
1.光刻桥墩
在基片上旋涂光刻正胶RZJ-304，把桥墩图形在基片表面上定位，然后通过曝光将桥墩图形转移到光刻正胶上。
2.清洗
对光刻区域逐步进行有机清洗和SPM清洗；有机清洗是先泡到丙酮清洗10min，再泡到异丙醇中进行清洗5min，SPM清洗是泡入按照质量分数80％的浓硫酸：质量分数50％的双氧水：水＝1:1:3配置的溶液中清洗。这样可以充分去除光刻胶跟片子表面杂质。
3.溅射钛金金属层
在圆片表面溅射钛(Ti)和金(Au)，溅射的厚度分别是钛(Ti)
Figure BDA0002213845180000061
金(Au)
Figure BDA0002213845180000062
4.光刻桥面
在溅射的钛金金属层上涂覆光刻负胶SUN-lift1302，再在光刻负胶上光刻出需要电镀的区域。
5.电镀
在电镀区域电镀淀积1.5μm钛和1.5μm的金。
6.去胶
将电镀后的圆片置于去胶液(丙酮)中浸泡，去胶液加热至79℃，振动55s，振动频率40次/分钟，去除掉光刻负胶SUN-lift1302。
7.腐蚀钛金金属层
按照碘(I)：碘化钾(KI)：异丙醇(IPA)：纯水(H2O)的质量比为1:1:3:2配制腐蚀液A，将圆片置于腐蚀液A中进行腐蚀金，腐蚀时的环境温度：24℃，湿度：60％RH，腐蚀时圆片振动频率30次/分钟，腐蚀时间58s，然后将圆片取出，用高纯水进行冲洗，70℃热氮气烘干。
按照氢氟酸(HF)：40％质量分数的双氧水(H2O2)：水(H2O)的质量比为1:1:10配制腐蚀液B，将圆片置于腐蚀液B中进行腐蚀钛，腐蚀时的环境温度：20℃，湿度：50％RH，腐蚀时圆片振动频率15次/分钟，腐蚀时间55s，然后将圆片取出，用高纯水进行冲洗，60℃热氮气烘干。其中，晃动过快或过慢会影响腐蚀效果；采用热氮烘干不会污染基片。
8.二次去胶
将电镀后的圆片置于去胶液(丙酮)中浸泡，去胶液加热至77℃，振动55s，振动频率50次/分钟，去除掉光刻正胶RZJ-304。

Claims (10)

1.一种氮化镓MMIC功率放大器芯片的加工工艺，包括对基片逐步进行光刻桥墩、清洗、溅射钛金金属层、光刻桥面、电镀、去胶、腐蚀钛金金属层、二次去胶，其特征在于，所述的腐蚀钛金金属层工序包括：将基片置于腐蚀液A中腐蚀金，然后冲洗、烘干后，再将基片置于腐蚀液B中进行腐蚀钛，腐蚀液A或腐蚀液B腐蚀时，基片振动频率15-30次/分钟，腐蚀时间55-60s，控制环境温度为22±2℃、湿度为55±5％RH；
所述金属腐蚀液A按照碘：碘化钾：异丙醇：纯水＝1:1:3:2的质量比配制；所述的腐蚀液B按照氢氟酸、质量分数30-60％的双氧水、水＝1:1:10的质量比配制。
2.根据权利要求1所述的氮化镓MMIC功率放大器芯片的加工工艺，其特征在于，腐蚀钛金金属层工序后，二次去胶工序前将基片用高纯水冲洗、60-70℃的热氮气烘干。
3.根据权利要求1所述的氮化镓MMIC功率放大器芯片的加工工艺，其特征在于，光刻桥墩工序包括在基片上旋涂光刻正胶，在基片表面上定位桥墩图形，然后通过曝光将桥墩图形转移到光刻正胶上。
4.根据权利要求1所述的氮化镓MMIC功率放大器芯片的加工工艺，其特征在于，清洗工序包括对光刻桥墩所在的区域逐步进行有机清洗和SPM清洗；有机清洗工序包括先泡到丙酮清洗5-10min，再泡到异丙醇中进行清洗5-10min，SPM清洗是泡入按照浓硫酸：双氧水：水＝1:1:3配置的溶液中清洗。
5.根据权利要求4所述的氮化镓MMIC功率放大器芯片的加工工艺，其特征在于，所述浓硫酸为质量分数为70-98％的硫酸，所述双氧水为质量分数为30-60％的过氧化氢溶液。
6.根据权利要求1所述的氮化镓MMIC功率放大器芯片的加工工艺，其特征在于，溅射钛金金属层工序包括在经过清洗的基片表面溅射厚度的钛和的金。
7.根据权利要求1所述的氮化镓MMIC功率放大器芯片的加工工艺，其特征在于，光刻桥面工序包括在溅射的钛金金属层上涂覆光刻负胶，再在光刻负胶上光刻出电镀区域。
8.根据权利要求1所述的氮化镓MMIC功率放大器芯片的加工工艺，其特征在于，电镀工序包括在电镀区域电镀淀积1 .0-2 .0μm钛和1 .0-2 .0μm的金。
9.根据权利要求1所述的氮化镓MMIC功率放大器芯片的加工工艺，其特征在于，去胶工序包括将经过电镀的基片浸泡于丙酮中，加热至77-80℃，振动50-60s，振动频率30-60次/分钟。
10.根据权利要求1所述的氮化镓MMIC功率放大器芯片的加工工艺，其特征在于，二次去胶工序包括将经过腐蚀钛金金属层的基片浸泡于丙酮中，加热至77-80℃，振动50-60s，振动频率30-60次/分钟。
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