钝化层刻蚀工艺及采用该工艺制成的功率半导体器件制造技术

本发明专利技术提供了一种钝化层刻蚀工艺及采用该工艺制成的功率半导体器件。其中的刻蚀工艺用于最高金属层连接的钝化层刻蚀，钝化层为层叠的多层结构，钝化层中最靠近最高金属层的材料依次是氮化钛层和氧化硅层，通过改进刻蚀工艺，使用第一刻蚀终点检测系统检测刻蚀深度，当刻蚀氧化硅层至第一预设深度时，提前切换氧化硅层刻蚀工艺为氮化钛层刻蚀工艺，起到降低碳氟聚合物在最高金属层中的注入量和注入深度的作用，进而消除或减少氟离子在最高金属层表面的析出现象，有利于减少后续的清洗操作或清洗返工，提升最高金属层表面的清洁度和美观度，保证后续打线黏合强度，延长芯片自工艺完成到封装测试的储存时间，保障制成器件的产品质量。质量。质量。

【技术实现步骤摘要】
钝化层刻蚀工艺及采用该工艺制成的功率半导体器件


[0001]本说明书涉及半导体
，具体涉及一种钝化层刻蚀工艺及采用该工艺制成的功率半导体器件。

技术介绍

[0002]功率半导体器件相较于用于逻辑电路或模拟电路的器件，因其需要承载更大的工作电流，其上的最高金属层更厚，相应的，需要更厚的钝化层进行覆盖保护。为了在刻蚀更厚的钝化层时保证生产效率，实际工艺中通常采用增加刻蚀气体流量以及提高射频功率的方式实现刻蚀速率的提升，但是这样的工艺设置会使得更多的反应副产物(即碳氟聚合物，CF
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)注入到最高金属层的表层，不仅使得表层难于将副产物清洗干净，而且倘若芯片未能及时封装，氟离子析出并形成结晶，影响外观，部件进而需要进行清洗返工，若不能将氟离子去除干净，不利于打线黏合强度，影响制成器件的产品质量。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本说明书实施例提供一种钝化层刻蚀工艺及采用该工艺制成的功率半导体器件，其中的钝化层刻蚀工艺能够大幅降低氟析出结晶的概率，降低清洗难度，节省清洗返工的成本，延长芯片自工艺完成到封装测试的储存时间，保证打线黏合强度。
[0004]本说明书实施例提供以下技术方案：
[0005]一种钝化层刻蚀工艺，钝化层形成与最高金属层之上，并自远离至靠近所述最高金属层的方向依次为氮化硅层、氧化硅层、氮化钛层；
[0006]所述钝化层刻蚀工艺包括：使用第一刻蚀终点检测系统检测刻蚀深度，当刻蚀所述氧化硅层至第一预设深度时，切换氧化硅层刻蚀工艺为氮化钛层刻蚀工艺。
[0007]在上述方案中，通过检测氧化硅层的刻蚀深度，确定刻蚀是否已经到达接近氧化硅层和氮化钛层的交界面的预设位置，当到达时，即刻蚀满足第一预设深度时，提前将氧化硅层刻蚀工艺切换为氮化钛层刻蚀工艺，起到降低碳氟聚合物在最高金属层中的注入量和注入深度的作用，进而减少和消除氟离子在最高金属层表面的析出现象，不仅有利于后续的清洗操作，减少清洗返工；而且有利于提升最高金属层表面的清洁度和美观度，保证后续作业中打线黏合强度，延长芯片自工艺完成到封装测试的储存时间。
[0008]本说明书实施例还提供一种方案，所述第一刻蚀终点检测系统包括IEP(激光干涉终点法)终点检测系统。
[0009]本说明书实施例还提供一种方案，在使用所述氮化钛层刻蚀工艺的同时，向工艺气体中引入六氟化硫气体，并降低反应压力。
[0010]本说明书实施例还提供一种方案，在使用所述氮化钛层刻蚀工艺的同时，减少含氟刻蚀气体的总流量。
[0011]本说明书实施例还提供一种方案，降低所述氮化钛层过刻蚀工艺的射频功率，以软着陆方式刻蚀至所述最高金属层。
[0012]本说明书实施例还提供一种方案，所述钝化层刻蚀工艺还包括：使用第二刻蚀终点检测系统检测所述氮化硅层的刻蚀深度，当刻蚀所述氮化硅层至第二预设深度时，切换氮化硅层刻蚀工艺为氧化硅层刻蚀工艺。
[0013]本说明书实施例还提供一种方案，所述第二刻蚀终点检测系统包括OES终点检测系统，所述OES(光学放射光谱仪)终点检测系统用于检测刻蚀是否到达所述氮化硅层和所述氧化硅层的交界面。
[0014]本说明书实施例还提供一种方案，所述最高金属层的材料包括铝。
[0015]本说明书实施例还提供一种方案，所述钝化层刻蚀工艺用于功率半导体器件的钝化层刻蚀。
[0016]本说明书实施例还提供一种功率半导体器件，所述功率半导体器件采用如上述任意一项所述的钝化层刻蚀工艺制作而成。
[0017]与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：本专利技术提供的钝化层刻蚀工艺，通过使用终点检测系统监控刻蚀深度，在刻蚀接近氧化硅层和氮化钛层的交界面时，提前将氧化硅层刻蚀工艺切换为氮化钛层刻蚀工艺，实现刻蚀工艺的优化，起到延长芯片自工艺完成到封装测试的储存时间，节省清洗返工的成本，提升产品外观，提高打线黏合强度，保证器件质量的效果。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0019]图1是本专利技术提供的一种钝化层刻蚀工艺刻蚀至氮化硅层的示意图；
[0020]图2是本专利技术提供的一种钝化层刻蚀工艺刻蚀至氮化钛层的示意图；
[0021]图3是本专利技术使用IEP检测刻蚀深度的检测曲线示意图；
[0022]图4是本专利技术使用OES检测刻蚀深度的检测曲线示意图；
[0023]图5是使用现有技术进行钝化层刻蚀后7天时氟离子析出的示意图；
[0024]图6是使用现有技术进行钝化层刻蚀后14天时氟离子析出的示意图；
[0025]图7是使用本专利技术提供的方法进行钝化层刻蚀后21天时无氟离子析出的示意图；
[0026]附图中使用的附图标记如下：
[0027]1、光阻材料层，2、氮化硅层，20、第二交界面，21、第二预设深度，3、氧化硅层，30、第一交界面，31、第一预设深度，4、氮化钛层，5、最高金属层，6、反应离子，7、碳氟聚合物。
具体实施方式
[0028]下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。
[0029]以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可
以相互组合。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0030]需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本申请，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目和方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
[0031]还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0032]需要理解的是，“部件A与部件B的连接”是指部件A直接与部件B接触连本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钝化层刻蚀工艺，其特征在于，钝化层形成于最高金属层之上，并自远离至靠近所述最高金属层的方向依次为氮化硅层、氧化硅层、氮化钛层；所述钝化层刻蚀工艺包括：使用第一刻蚀终点检测系统检测刻蚀深度，当刻蚀所述氧化硅层至第一预设深度时，切换氧化硅层刻蚀工艺为氮化钛层刻蚀工艺。2.根据权利要求1所述的钝化层刻蚀工艺，其特征在于，所述第一刻蚀终点检测系统包括IEP终点检测系统。3.根据权利要求1所述的钝化层刻蚀工艺，其特征在于，在使用所述氮化钛层刻蚀工艺的同时，向工艺气体中引入六氟化硫气体，并降低反应压力。4.根据权利要求1所述的钝化层刻蚀工艺，其特征在于，在使用所述氮化钛层刻蚀工艺的同时，减少含氟刻蚀气体的总流量。5.根据权利要求4所述的钝化层刻蚀工艺，其特征在于，降低所述氮化钛层过刻蚀工艺的射频功率，以软着陆方...

【专利技术属性】
技术研发人员：石强，沈显青，
申请(专利权)人：上海积塔半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：