【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及湿电子化学品与半导体集成电路的交叉领域。具体涉及一种半导体电化学金蚀刻液及其蚀刻方法，晶圆在外加电流下发生电化学反应对表面的金单质进行蚀刻。
技术介绍
0、技术背景
1、由于近些年互联网、智能手机、新能源汽车、5g、元宇宙等的快速发展，更新迭代快的消费、信息领域对半导体芯片的需求越来越大，要求越来越高。随之芯片制程的线宽越来越小，耐高压击穿的能力越来越强，电信号的传输越来越快、功耗反而更小。芯片上的电信号传输主要依赖于金属或合金层，不同的金属信号传输、电阻阻值、散热能力、热膨胀系数、延展性等特性都不一样，金单质作为具有低电阻、散热优良、信号损失低传输快、不易氧化等优良特性的金属，极其适合用于高端芯片的金属导线。针对pvd、ald等技术沉积的金薄膜，在形成线路的过程常采用湿法蚀刻，速率快、成本低，但常规的湿法蚀刻因速率不可控制，只能将未经掩膜的地方全部蚀刻，且易出现残留、线宽损失等情况。此外，因金单质极不活泼，一般的湿法蚀刻需要采用强氧化剂，而强氧化剂的存在就造成了蚀刻液的不稳定、不安全性，且具有一定的污染。因此，开发出一款可控、高蚀刻速率、稳定、安全的
2、金蚀刻液就显得十分必要和迫切了。
3、基于此，本专利技术通过配置稳定、安全的蚀刻液，对晶圆进行外接电流并浸没于蚀刻液中，利用电化学控制蚀刻进程。本专利技术中的蚀刻液不需要具备氧化性，只需要在晶圆上接入电压，使晶圆及蚀刻液形成一定的电流密度即可发生定向蚀刻，且蚀刻速率可控。其次，通过调整电化学金蚀刻液的成分、ph值、含量、蚀刻条
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术通过利用无机酸、金属盐、卤化物、表面活性剂、去污剂、消泡剂等组成电化学金蚀刻液，将半导体晶圆阳极、阴极浸没在电化学金蚀刻液中，在恒定电流密度下进行电化学的单质金蚀刻。通过调整电化学金蚀刻液的成分、ph值、含量以及蚀刻条件，实现半导体晶圆上单质金的蚀刻速率快、蚀刻厚度可控、表面均匀等优异效果。
2、本专利技术目的在于提供一种半导体电化学金蚀刻液及其蚀刻方法。
3、为实现上述目的，本专利技术技术方案提供了一种半导体电化学金蚀刻液及其蚀刻方法：
4、半导体电化学金蚀刻液包含有无机酸、金属盐、卤化物、表面活性剂、去污剂、消泡剂、纯水。
5、半导体电化学金蚀刻液中的无机酸为磷酸、硝酸、硫酸、盐酸、氢氟酸等中的一种或多种，且无机酸在电化学金蚀刻液中的质量总含量为5-50％，优选质量含量为10％-40％，电化学金蚀刻液ph值小于1。
6、半导体电化学金蚀刻液中的金属盐为磷酸钠/钾、硝酸钠/钾、硫酸钠/钾、氯化钠/钾、氟化钠/钾等中的一种或多种，金属盐在电化学金蚀刻液中的质量总含量为1-10％，优选质量含量为1％-5％。
7、半导体电化学金蚀刻液中的卤化物为多卤化六溴环十二烷、全氟辛烷磺酰基化合物、五氯苯甲酸等中的一种或多种，卤化物在电化学金蚀刻液中的质量总含量为0.1-10％。
8、半导体电化学金蚀刻液中的表面活性剂为阳离子型表面活性剂，主要为氯化十二烷基铵、溴化二甲基铵等中的一种或多种，表面活性剂在电化学金蚀刻液中的质量总含量为0.01-1％。
9、半导体电化学金蚀刻液中的去污剂为乙醇、异丙醇、丙酮等中的一种或多种，去污剂在电化学金蚀刻液中的质量总含量为0.1-5％。
10、半导体电化学金蚀刻液中的消泡剂为聚醚型消泡剂gp、gpe、gpes等中的一种或多种，优选gpe消泡剂，质量总含量为0.01-1％。
11、半导体电化学金蚀刻液的蚀刻方法：电化学金蚀刻液必须有电流导入的状态下才能对半导体上的金单质进行蚀刻，半导体晶圆必须作为阳极浸没于电化学金蚀刻液中，需使用与阳极相同面积的阴极浸没于电化学金蚀刻液中，阳极、阴极同时接通电流，电化学金蚀刻液处在扰动状态下进行金单质的蚀刻。
12、上述蚀刻方法中：阳极与阴极需要平行相对置入电化学金蚀刻液中，阳极与阴极的间距需要在5cm以内，阳极上的电流密度为0.1-5asd，电化学金蚀刻液的搅拌速率为30-300r/min，电化学金蚀刻液的工作温度为20-60℃。
13、本专利技术的优点和有益效果在于：第一，蚀刻液中不需要加入氧化剂，保证了蚀刻液生产、运输、蚀刻、废液处理等过程的稳定性与安全性；第二，对晶圆及蚀刻液施加电流，金才能被蚀刻，蚀刻液本身不直接蚀刻金，因此蚀刻过程可以通过有无电流的状态控制金的蚀刻进程；第三，通过调整电化学金蚀刻液的成分、ph值、含量以及蚀刻条件，能实现半导体晶圆上单质金的快速蚀刻，且同时蚀刻表面均匀无色差的优异效果。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种半导体电化学金蚀刻液，其特征在于：所述的电化学金蚀刻液质量含量为5-50%的无机酸、质量含量为1-10%的金属盐、质量含量为0.1-10%的卤化物、质量含量为0.01%-1%的表面活性剂、质量含量为0.1-5%的去污剂、质量含量为0.01-1%消泡剂，剩余物质为纯水。
2.如权利要求1所述的半导体电化学金蚀刻液，其特征在于：所述无机酸为磷酸、硝酸、硫酸、盐酸、氢氟酸中的一种或多种，且无机酸在电化学金蚀刻液中的质量总含量为10%-40%，电化学金蚀刻液pH值小于1。
3.如权利要求1所述的半导体电化学金蚀刻液，其特征在于：所述金属盐为磷酸钠/钾、硝酸钠/钾、硫酸钠/钾、氯化钠/钾、氟化钠/钾中的一种或多种，金属盐在电化学金蚀刻液中的质量总含量为1%-5%。
4.如权利要求3所述的半导体电化学金蚀刻液，其特征在于：在所述半导体电化学金蚀刻液中，添加的金属盐的阴离子与无机酸中的阴离子一致。
5.如权利要求1所述的半导体电化学金蚀刻液，其特征在于：所述卤化物为多卤有机物，含六溴环十二烷、全氟辛烷磺酰基化合物、五氯苯甲酸中的一种或多种
6.如权利要求1所述的半导体电化学金蚀刻液，其特征在于：所述表面活性剂为阳离子型表面活性剂，主要为氯化十二烷基铵、溴化二甲基铵中的一种或多种。
7.如权利要求1所述的半导体电化学金蚀刻液，其特征在于：所述去污剂为乙醇、异丙醇、丙酮中的一种或多种，且多卤有机物须先与去污剂形成混合液。
8.如权利要求1所述的半导体电化学金蚀刻液，其特征在于：所述消泡剂为聚醚型消泡剂GP、GPE、GPES中的一种或多种，优选GPE消泡剂。
9.一种半导体电化学金蚀刻液的蚀刻方法，其特征在于：电化学金蚀刻液必须有电流导入的状态下才能对半导体上的金单质进行蚀刻，半导体晶圆必须作为阳极浸没于电化学金蚀刻液中，需使用与阳极相同面积的阴极浸没于电化学金蚀刻液中，阳极、阴极同时接通电流，电化学金蚀刻液处在扰动状态下进行金单质的蚀刻。
10.如权利要求9所述的半导体电化学金蚀刻液的蚀刻方法，其特征在于：阳极与阴极需要平行相对置入电化学金蚀刻液中，阳极与阴极的间距在2-5cm，阳极上的电流密度为0.1-5ASD，电化学金蚀刻液的搅拌速率为30-300r/min，电化学金蚀刻液的工作温度为20-60℃。
...【技术特征摘要】
1.一种半导体电化学金蚀刻液，其特征在于：所述的电化学金蚀刻液质量含量为5-50%的无机酸、质量含量为1-10%的金属盐、质量含量为0.1-10%的卤化物、质量含量为0.01%-1%的表面活性剂、质量含量为0.1-5%的去污剂、质量含量为0.01-1%消泡剂，剩余物质为纯水。
2.如权利要求1所述的半导体电化学金蚀刻液，其特征在于：所述无机酸为磷酸、硝酸、硫酸、盐酸、氢氟酸中的一种或多种，且无机酸在电化学金蚀刻液中的质量总含量为10%-40%，电化学金蚀刻液ph值小于1。
3.如权利要求1所述的半导体电化学金蚀刻液，其特征在于：所述金属盐为磷酸钠/钾、硝酸钠/钾、硫酸钠/钾、氯化钠/钾、氟化钠/钾中的一种或多种，金属盐在电化学金蚀刻液中的质量总含量为1%-5%。
4.如权利要求3所述的半导体电化学金蚀刻液，其特征在于：在所述半导体电化学金蚀刻液中，添加的金属盐的阴离子与无机酸中的阴离子一致。
5.如权利要求1所述的半导体电化学金蚀刻液，其特征在于：所述卤化物为多卤有机物，含六溴环十二烷、全氟辛烷磺酰基化合物、五氯苯甲酸中的一种或多种。
6.如权...
【专利技术属性】
技术研发人员：贺兆波，张演哲，叶瑞，秦祥，欧阳克银，雷康乐，钟昌东，黄锣锣，李文飞，王巍，黎鹏飞，付艳梅，黄健飞，
申请(专利权)人：湖北兴福电子材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。