一种金属层槽型结构的加工方法、芯片和相关设备技术

一种金属层槽型结构的加工方法，其包括：利用掩膜层上的开口结构在介质层上刻蚀加工槽型结构；横向漂蚀拓宽所述槽型结构的两侧以在所述槽型结构的侧边与所述开口结构的侧边之间形成落差；在所述掩膜层和槽型结构表面淀积金属层并在所述落差的位置形成用于控制金属剥离位置的楔形空隙；利用金属剥离工艺去除掩膜层及其表层金属，直至剥离清除所述楔形空隙及其上部的金属层从而得到用于制备金半接触的槽型结构。本发明专利技术通过在槽型结构两侧加工出所述落差，使得沉淀的金属层在落差处形成楔形空隙，从而在金属层剥离工序中将金属层边缘控制在所述楔形空隙底部的下方，避免了金属层边缘高于蚀刻介质层上表面而降低金半接触良率的问题。率的问题。率的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种金属层槽型结构的加工方法、芯片和相关设备


[0001]本专利技术涉及半导体加工领域，具体涉及一种金属层槽型结构的加工方法、芯片和相关设备。

技术介绍

[0002]半导体器件一般要和外部电路连接，金半接触是必不可少的，根据接触势垒不同，可分为有整流作用的肖特基接触、非整流特性的欧姆接触。
[0003]用于制备器件的半导体外延层，如硅、碳化硅等，如果与金属接触的界面区域没有经过重掺杂并且没有经过高温退火等工艺，则通过金属化工艺在半导体外延层表面淀积制备的金属
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半导体接触都是肖特基接触，可以简单地理解为与PN结相似的金属与半导体的交界面，其具有非线性阻抗特性(整流特性)。肖特基接触在金属材料和半导体材料相接触的时候，界面处半导体的能带弯曲，形成肖特基势垒，势垒会导致接触区域存在大量的界面电荷，通常肖特基接触工艺用于制备具有整流作用的二极管。
[0004]与肖特基金半接触相对应的是欧姆接触，如上所述，半导体与金属接触时，多会形成势垒层，但当半导体掺杂浓度很高时，电子可借隧道效应穿过势垒，从而形成低阻值的欧姆接触。欧姆接触对半导体器件非常重要，形成良好的欧姆接触有利于电流的输入和输出，对不同半导体材料常选择不同配方的合金作欧姆接触材料。从电学上讲，理想情况下欧姆接触的接触电阻与半导体样品或器件的电阻相比应当很小，当有电流流过时，欧姆接触上的电压降应当远小于样品或器件本身的压降，这种接触不影响器件的电流—电压特性。因此欧姆接触用于制备器件的范围更大，如MOSFET、IGBT、GTO、GCT、二极管等的金属
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半导体电极，或作为器件内部不同层级之间的电路连接等。
[0005]金半接触是制备半导体器件必不可少的结构，而该结构中的金属层制备工艺是芯片制备过程中一项必不可少的核心环节，尤其是对于槽型结构的金属化淀积工艺，更是一项精度需要严格把控的复杂工序，因为其金属层的厚度、均匀性以及两侧区域的对称性都会直接决定金半接触的质量，进而影响器件整体导通性能，如导通电阻、开启电压等电性参数。但现有槽型结构金属层经剥离工序后其边缘与蚀刻介质层上表面平齐甚至局部高出蚀刻介质层上表面，这无疑严重降低了金半接触的良率。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是控制槽型结构金属层边缘的剥离位置以调高金半接触的加工质量。
[0007]本专利技术的目的是采取下述技术方案来实现的：
[0008]一种金属层槽型结构的加工方法，其包括：利用掩膜层上的开口结构在介质层上刻蚀加工槽型结构；横向漂蚀拓宽所述槽型结构的两侧以在所述槽型结构的侧边与所述开口结构的侧边之间形成落差；在所述掩膜层和槽型结构表面淀积金属层并在所述落差的位置形成用于控制金属剥离位置的楔形空隙；利用金属剥离工艺去除掩膜层及其表层金属，
直至剥离清除所述楔形空隙及其上部的金属层，从而制成用于制备金半接触的槽型结构。
[0009]优选的，所述落差为0.1
‑
0.3μm。
[0010]优选的，所述金属层的厚度为10
‑
200nm。
[0011]优选的，所述介质层包括氧化硅、氮化硅、磷硅玻璃或硼磷硅玻璃。
[0012]优选的，所述槽型结构的刻蚀角度为85
±5°
。
[0013]优选的，于120℃以下的环境下淀积所述金属层。
[0014]优选的，所述横向漂蚀包括：用介质层腐蚀液蚀刻具有掩膜层的槽型结构。
[0015]基于同一专利技术构思本专利技术还提供了一种半导体芯片，所述芯片包括一或多个采用所述的一种金属层槽型结构的加工方法制作而成的金半接触。
[0016]基于同一专利技术构思本专利技术还提供了一种生产设备，所述设备包括：一个或多个处理器；所述处理器，用于存储一个或多个程序；所述理器执行所述一个或多个程序时，实现所述的一种金属层槽型结构的加工方法。
[0017]基于同一专利技术构思本专利技术还提供了一种计算机可读存储设备，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现所述一种金属层槽型结构的加工方法。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0019]本专利技术公开了一种金属层槽型结构的加工方法，其包括：利用掩膜层上的开口结构在介质层上刻蚀加工槽型结构；横向漂蚀拓宽所述槽型结构的两侧以在所述槽型结构的侧边与所述开口结构的侧边之间形成落差；在所述掩膜层和槽型结构表面淀积金属层并在所述落差的位置形成用于控制金属剥离位置的楔形空隙；利用金属剥离工艺去除掩膜层及其表层金属，直至所述楔形空隙及其上部的金属层被剥离清除从而制成用于制备金半接触的槽型结构。本专利技术通过在槽型结构两侧加工出所述落差，使得沉淀的金属层在落差处形成楔形空隙，从而在金属层剥离工序中将金属层边缘控制在所述楔形空隙底部的下方位置，避免了金属层边缘高于蚀刻介质层上表面而降低金半接触良率的问题。
附图说明
[0020]图1为本专利技术一种金属层槽型结构的加工方法的流程图；
[0021]图2为掩膜层结构示意图；
[0022]图3为介质层槽型结构的结构示意图；
[0023]图4为倒梯形槽和落差的结构示意图；
[0024]图5为楔形空隙的结构示意图；
[0025]图6为槽型金属层的结构示意图；
[0026]图7为图5的SEM观测图；
[0027]图8为图6的SEM观测图；
[0028]图9为图7的局部观量图；
[0029]其中：1
‑
晶圆外延层、2
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介质层、3
‑
掩膜层、4
‑
金属层、5
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楔形空隙、31
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图形、21
‑
槽型结构、22
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倒梯形槽、23
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落差、41
‑
槽型金属层。
具体实施方式
[0030]实施例1
[0031]为寻求更高质量更高精度的金属层质量，以便制备良好的金属
‑
半导体合金接触层的边缘高度，提高金半接触性能，同时简化工艺流程，避免光刻、刻蚀工艺等造成的工艺偏差，本专利技术公开了一种槽型结构制备高质量金半接触的金属剥离工艺流程和方法。本专利技术是采用下述技术方案实现的：
[0032]如图1所示，本专利技术提供的金属层槽型结构的加工方法包括：
[0033]利用掩膜层上的开口结构在介质层上刻蚀加工槽型结构；
[0034]横向漂蚀拓宽所述槽型结构的两侧以在所述槽型结构的侧边与所述开口结构的侧边之间形成落差；
[0035]在所述掩膜层和槽型结构表面淀积金属层并在所述落差的位置形成用于控制金属剥离位置的楔形空隙；
[0036]利用金属剥离工艺去除掩膜层及其表层金属，直至所述楔形空隙及其上部的金属层被剥离清除从而制成用于制备金半接触的槽型结构。
[0037]所述金属层槽型结构的加工方法包括：
[0038]如图2所示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属层槽型结构的加工方法，其特征在于，所述方法包括：利用掩膜层上的开口结构在介质层上刻蚀加工槽型结构；横向漂蚀拓宽所述槽型结构的两侧以在所述槽型结构的侧边与所述开口结构的侧边之间形成落差；在所述掩膜层和槽型结构表面淀积金属层并在所述落差的位置形成用于控制金属剥离位置的楔形空隙；利用金属剥离工艺去除掩膜层及其表层金属，直至剥离清除所述楔形空隙及其上部的金属层，从而制成用于制备金半接触的槽型结构。2.如权利要求1所述的一种金属层槽型结构的加工方法，其特征在于，所述落差为0.1
‑
0.3μm。3.如权利要求1所述的一种金属层槽型结构的加工方法，其特征在于，所述金属层的厚度为10
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200nm。4.如权利要求1所述的一种金属层槽型结构的加工方法，其特征在于，所述介质层包括氧化硅、氮化硅、磷硅玻璃或硼磷硅玻璃。5.如权利要求1所述的一种金属层槽型结构的加工方...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴沛飞，董佳俊，常树丞，魏晓光，金锐，赵立强，
申请(专利权)人：国网智能电网研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：