金属电极的沉积方法技术

本发明专利技术公开了一种金属电极的沉积方法，该方法包括：在晶圆表面蒸涂底膜；在所述晶圆的表面涂覆双层光刻胶层，所述双层光刻胶层覆盖所述底膜；对双层光刻胶层进行曝光、显影，以显现出特定沉积图形；依次在所述沉积图形上进行第一金属和第二金属沉积；将第三金属以不同速率分次在所述第二金属层上进行沉积；去除所述晶圆表面的光刻胶层，以在所述晶圆表面形成金属电极图形。本发明专利技术通过不同沉积速率搭配沉积的方式，可以较好地维持光刻胶的胶型，防止长时间高能量原子轰击光刻胶，导致光刻胶变形塌陷，解决金属剥离困难的问题。

【技术实现步骤摘要】
金属电极的沉积方法
本专利技术涉及半导体光电
，尤其涉及一种金属电极的沉积方法。
技术介绍
金属电极沉积方法在半导体及微纳技术中广泛应用，通常有电子束蒸发物理沉积方法和电化学方法。采用电子束蒸发方式垂直入射方向好，且金属与半导体之间可获得较好的粘附性，从而在激光器芯片表面形成金属电路。在激光器芯片表面制作正面电极(p-电极)时，需要先进行黄光工艺，将特定的电路通道暴露出来，再采用金属沉积方式进行长金。在有光刻胶掩膜的金属沉积工艺中，一般会采用双层光刻胶形成双层屋檐结构(undercut)，取代单层胶结构，便于长金后的金属剥离(lift-off)。但当电子束蒸发沉积＞2um金属时，单纯采用一种沉积速率达到目标沉积厚度时，不论单层光刻胶结构还是双层光刻胶结构，在金属应力及温度影响下，均会不同程度地出现光刻胶变形问题。例如：采用低沉积速率沉积金属时，金属沉积时间过长，生产效率低，生产成本过高，同时长时间金属沉积，也会导致过高的金属张应力；采用高沉积速率沉积金属时，高速率高能量原子轰击光刻胶会导致光刻胶发生塌陷，金属剥离困难、金属卷边问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种金属电极的沉积方法以解决上述技术问题。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：根据本专利技术的实施例，提供了一种金属电极的沉积方法，包括：在晶圆表面蒸涂底膜；在所述晶圆的表面涂覆双层光刻胶层，所述双层光刻胶层覆盖所述底膜；对双层光刻胶层进行曝光、显影，以显现出特定沉积图形；依次在所述沉积图形上进行第一金属和第二金属沉积；将第三金属以不同速率分次在所述第二金属层上进行沉积；去除所述晶圆表面的光刻胶层，以在所述晶圆表面形成金属电极图形。本专利技术的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本专利技术通过不同沉积速率搭配沉积的方式，可以较好地维持光刻胶的胶型，防止长时间高能量原子轰击光刻胶，导致光刻胶变形塌陷，解决金属剥离困难的问题。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本专利技术。附图说明图1是本专利技术一示例性实施例示出的一种金属电极的沉积方法的流程图；图2是本专利技术图1所示的步骤S15的具体步骤的流程图。具体实施方式以下将结合附图所示的具体实施方式对本专利技术进行详细描述。但这些实施方式并不限制本专利技术，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本专利技术的保护范围内。在本专利技术使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本专利技术。在本专利技术和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。下面结合附图，对本专利技术的一些实施方式作详细说明，在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。如图1所示，图1是本专利技术一示例性实施例示出的一种金属电极的沉积方法的流程图。本公开实施例的金属电极的沉积方法，该方法包括步骤：S11、在晶圆表面蒸涂底膜。本实施例中，提供一晶圆，利用烤箱在晶圆表面蒸涂六甲基乙硅胺烷(HMDS)作为底膜，该底膜可以用于保证后续步骤中光刻胶与晶圆之间具有较好的粘附性。具体地，所需烤箱的控制温度为200℃-250℃，即该底膜蒸涂温度为200℃-250℃。优选地，该底膜蒸涂的最佳温度为250℃。S12、在所述晶圆的表面涂覆双层光刻胶层，所述双层光刻胶层覆盖所述底膜。该步骤具体地包括：在所述晶圆的表面涂覆第一光刻胶层，所述第一光刻胶层覆盖所述底膜；在所述第一光刻胶层上涂覆第二光刻胶层。本实施例中，该第一层光刻胶层的材料为PMMA(polymethylmethacrylate，聚甲基丙烯酸甲酯)。具体地，利用匀胶机旋涂第一光刻胶层，可以通过控制匀胶机的转速达到控制第一光刻胶层的厚度，该第一光刻胶层的厚度要适中，否则会导致显影后双层胶的屋檐尺寸太大或者太小。若该第一光刻胶层显影尺寸太大，第二光刻胶层容易塌陷；若该第一光刻胶层显影尺寸太小，金沉积时容易沉积至第一光刻胶层的侧壁，导致去胶时金属卷边现象。在第一层光刻胶层经过烘烤之后，利用匀胶机在第一光刻胶层旋涂第二光刻胶层，可以通过控制匀胶机的转速达到控制第二光刻胶层的厚度。本实施例中，旋涂双层光刻胶的目的是为了获得双层屋檐结构，便于在金属沉积后取出光刻胶。屋檐结构具体为：第二光刻胶层的边缘相对第一光刻胶层的边缘凸出，形成与屋檐相近似的结构。其中，该第二光刻胶层的厚度大于金沉积的厚度，否则金属沉积后无法剥离光刻胶。其中，在所述晶圆的表面涂覆第一光刻胶层之后，该方法还包括：热烘所述第一光刻胶层并去除所述第一光刻胶层中的多余溶剂，其中，所述热烘温度为100℃～120℃，热烘时间为5min。具体地，利用热板对覆盖第一光刻胶层的晶圆进行热烘，在达到热烘时间后去除第一光刻胶层中多余的溶剂，如此可以提高该第一光刻胶层的黏附力。其中，该热烘温度为100℃～120℃，热烘时间为5min，该热烘温度优选为110℃。当然，在其他实施例中，本专利技术的热板烘烤是可以由其他具有烘烤功能的设备替代，时间及温度可以根据烘烤设备调整。在所述第一光刻胶层上涂覆第二光刻胶层之后，该方法还包括：室温冷却20min，热烘所述第二光刻胶层并去除所述第二光刻胶层中的多余溶剂，其中，所述热烘温度为110℃～130℃，热烘时间为2min，该热烘温度优选为120℃。具体地，利用热板对覆盖第二光刻胶层的晶圆进行热烘，在达到热烘时间后取出第二光刻胶层中的多余溶剂，提高第一光刻胶层与第二光刻胶层之间的结合效果，为后续的显影操作中得到较佳的胶型提供条件。最后冷却至室温，热烘条件针对第一光刻胶层与第二光刻胶层综合进行，烘烤温度较高或者烘烤时间较长都会使第一光刻胶层显影困难。S13、对双层光刻胶层进行曝光、显影，以显现出特定沉积图形。本实施例中，利用紫外曝光机对第一光刻胶层及第二光刻胶层在真空曝光模式下进行曝光，将掩模版的图形转移到第一光刻胶层和第二光刻胶层上。其中，紫外曝光的条件具体为：紫外曝光的功率为20±0.2MW，时间为6s-10s。而后在显影液中进行显影处理，将需要沉积金属的特定沉积图形显现出来。具体地，对第二光刻胶层进行显影，将曝光的第二光刻胶层去除，以使第一光刻胶层裸露。再对裸露的第一光刻胶层进行显影，去除裸露的第一光刻胶层，使第二光刻胶层的边缘相对第一光刻胶层的边缘悬空。其中，显影选用AR300-47显影液，并且AR300-47显影液与水以1：1的体积比进行配比，显影时间为70s-100s。S14、依次在所述沉积图形上进行第一金属和第二金属沉积。本实施例中，该第一金属为Ti(钛)金属，第二金属为Pt(铂)金属，第三金属为Au(金)金属。具体地，首先在沉积图形上沉积金属钛，该金属钛用于提高金电极与半导体之间的粘附性，该金属钛不可太厚，若太厚则会影响芯片接触电阻。其次在金属钛上沉积金属铂，该金属铂用于阻止金沉积时扩散至半导体中。S15、将第三金属以不同速率分次在所述第二金属层上进行沉积。本实施例中，通过调节Au的沉积速度可以维持较好的光刻胶掩膜胶型，解决金属剥离困难的问题，避免引起局部光刻胶温度过高而短时间内无本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属电极的沉积方法，其特征在于，包括：在晶圆表面蒸涂底膜；在所述晶圆的表面涂覆双层光刻胶层，所述双层光刻胶层覆盖所述底膜；对双层光刻胶层进行曝光、显影，以显现出特定沉积图形；依次在所述沉积图形上进行第一金属和第二金属沉积；将第三金属以不同速率分次在所述第二金属层上进行沉积；去除所述晶圆表面的光刻胶层，以在所述晶圆表面形成金属电极图形。

【技术特征摘要】
1.一种金属电极的沉积方法，其特征在于，包括：在晶圆表面蒸涂底膜；在所述晶圆的表面涂覆双层光刻胶层，所述双层光刻胶层覆盖所述底膜；对双层光刻胶层进行曝光、显影，以显现出特定沉积图形；依次在所述沉积图形上进行第一金属和第二金属沉积；将第三金属以不同速率分次在所述第二金属层上进行沉积；去除所述晶圆表面的光刻胶层，以在所述晶圆表面形成金属电极图形。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将第三金属以不同速率分次在所述第二金属层上进行沉积，包括：以第一速率在所述沉积图形上进行所述第三金属沉积，形成第一沉积层；以第二速率在所述第一沉积层上进行所述第三金属沉积，形成第二沉积层；以第三速率在所述第二沉积层上进行所述第三金属沉积，形成第三沉积层；其中，所述第一速率等于所述第三速率，所述第一速率和第三速率均小于所述第二速率。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在形成第一沉积层之后，所述方法还包括：在抽真空状态下，通过氩气进行冷却；其中，真空度维持在0.5Pa，冷却时间为10min。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在形成第二沉积层之后，所述方法还包括：在抽真空状态下，通过氩气进行冷却；其中，真空度维持在0.5Pa，冷却时间...

【专利技术属性】
技术研发人员：逯心红，郝润豹，尚飞，
申请(专利权)人：青岛海信宽带多媒体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37