專利名稱：制造由層列構(gòu)成的臺(tái)階式構(gòu)型的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體加工技術(shù)的領(lǐng)域。本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造由層列構(gòu)成的臺(tái)階式構(gòu)型的方法。
背景技術(shù)：
為了構(gòu)成設(shè)在半導(dǎo)體上的金屬層，在先后多個(gè)構(gòu)成步驟中大多采用許多公知的技術(shù)。在此常常首先在一個(gè)金屬層或者一個(gè)金屬層列上鋪設(shè)一種光敏漆來(lái)作為保護(hù)層。接著透過(guò)一個(gè)第一曝光掩模來(lái)曝光所得到的光敏漆層。接著，視光敏漆的特性而異，可以或是去掉光敏漆的曝光了的區(qū)域或是去掉沒(méi)有曝光的區(qū)域，從而留下未曝光的區(qū)域或者曝光了的區(qū)域。
然后在一個(gè)或者多個(gè)構(gòu)成步驟中蝕刻金屬層或者金屬層列。在此有各種蝕刻方法可供使用在水溶液中蝕刻、干蝕刻、反應(yīng)性離子蝕刻或者這些方法的組合。所保留的光敏漆層阻擋或者延遲位于其下的金屬層或者層列的蝕刻。
這樣做的總費(fèi)用很大，特別是如果要進(jìn)行一種復(fù)雜的構(gòu)形時(shí)和/或必須蝕刻一個(gè)由許多單個(gè)層組成的層列時(shí)。在這樣的情況下所需要的構(gòu)成步驟的數(shù)量增加，其中往往不同的構(gòu)成步驟要求用不同的蝕刻方法或者至少需要不同的蝕刻劑。有時(shí)，還必須在兩個(gè)構(gòu)成步驟之間再鋪設(shè)一個(gè)或者多個(gè)另外的光敏漆層，透過(guò)另外的曝光掩模曝光并且去掉未曝光的或者曝光的所述另外的光敏漆層。
采用的掩模越多整個(gè)的工藝就越不精確，具體來(lái)說(shuō)這是因?yàn)樵诙ㄎ黄毓庋谀r(shí)的對(duì)準(zhǔn)問(wèn)題。
一個(gè)構(gòu)成層列的應(yīng)用例子是在半導(dǎo)體芯片上鋪設(shè)電極，具體是在可壓接觸的功率半導(dǎo)體模塊中采用的半導(dǎo)體芯片上鋪設(shè)電極，其中，該功率半導(dǎo)體模塊帶有未密封封閉的模塊殼。這樣的半導(dǎo)體芯片電接觸優(yōu)選由Ti、Ni和Ag制造的層列，其中Ti最后放在半導(dǎo)體芯片上。取決于半導(dǎo)體芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和制造工藝，這種層列必須在不同的位置構(gòu)成，例如在一個(gè)主電極與一個(gè)柵極之間的區(qū)域中。在此，通常結(jié)構(gòu)大小一般地小于0.5mm。
在通過(guò)蝕刻構(gòu)成Ti/Ni/Ag層列時(shí)要注意不要構(gòu)成下蝕刻區(qū)域，因?yàn)樵谥圃爝^(guò)程中或者在半導(dǎo)體芯片的運(yùn)行中在這樣的區(qū)域中會(huì)形成臟物或者沉積，它們難于去除，并且會(huì)對(duì)半導(dǎo)體芯片的工作性能產(chǎn)生不利影響，甚至于導(dǎo)致其損壞。

發(fā)明內(nèi)容
從而本發(fā)明的目的是提出一種開(kāi)頭部分所述的技術(shù)，其使用盡可能少的構(gòu)成步驟，其中在構(gòu)成步驟之間不需要鋪設(shè)保護(hù)層。
該目的和其它目的通過(guò)由帶有獨(dú)立權(quán)利要求之特征的方法形成層列構(gòu)成的臺(tái)階式構(gòu)型而實(shí)現(xiàn)。在此，在第一、第二及第三構(gòu)成步驟中分別把第一、第二、第三層列部分部分地去掉，也就是說(shuō)分別去掉而形成第一、第二或者第三剩余層列部分。在第二及第三構(gòu)成步驟中，是在第二及第三蝕刻劑的作用下進(jìn)行的。根據(jù)本發(fā)明，在第二構(gòu)成步驟中，蝕刻進(jìn)第一剩余層列部分下部，即去掉在其下方的第二層列部分的區(qū)域。由此構(gòu)成的第一剩余層列的第一突出部再在第三構(gòu)成步驟中去掉，以得到所希望的臺(tái)階式構(gòu)型。
在所述方法的一個(gè)優(yōu)選的變例中，在此在第一構(gòu)成步驟中采用化學(xué)上與第三構(gòu)成步驟中采用的第三蝕刻劑實(shí)質(zhì)上相同的第一蝕刻劑。有利地，這樣可以在第一和第三構(gòu)成步驟中采用同一蝕刻池，這進(jìn)一步地降低了所述方法的復(fù)雜性，使之可以經(jīng)濟(jì)且有利于環(huán)境地實(shí)施。
本發(fā)明的其它有利的改進(jìn)在從屬權(quán)利要求中提出，在此可以從下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明中得到其優(yōu)點(diǎn)和特征。


圖1示出根據(jù)本發(fā)明的方法的初始產(chǎn)品。
圖2示出由第一構(gòu)成步驟得到的第一中間產(chǎn)品。
圖3示出由第二構(gòu)成步驟得到的第二中間產(chǎn)品。
圖4示出示出由第三構(gòu)成步驟得到的第三中間產(chǎn)品。
圖5示出去掉光敏漆以后的具有根據(jù)本發(fā)明方法構(gòu)成的臺(tái)階式構(gòu)型的半導(dǎo)體芯片。
具體實(shí)施例方式
在附圖中采用的標(biāo)號(hào)以及其指代的意義歸納在標(biāo)號(hào)表中。原則上相同的標(biāo)號(hào)表示相同的部分。
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的方法的初始產(chǎn)品，包含一個(gè)鋪設(shè)在半導(dǎo)體芯片1上的層列2，所述層列2由一個(gè)作為第一層的Ag層(鋁層)21、一個(gè)作為第二層的Ni層(鎳層)22、和一個(gè)作為第三層的Ti層(鈦層)23構(gòu)成。Ag層21的第一厚度d1優(yōu)選地為幾個(gè)微米、Ni層22的第二厚度d2和Ti層的第三厚度d3優(yōu)選地為零點(diǎn)幾個(gè)微米。Ag層21的一部分由一光敏漆層3覆蓋，該光敏漆層3作為其保護(hù)層。
為了在層列2中構(gòu)成一個(gè)臺(tái)階式構(gòu)型，首先在第一構(gòu)成步驟中用雙氧水(H2O2)、氫氧化銨(NH4OH)和水(H2O)組成的第一化學(xué)溶液作為第一蝕刻劑來(lái)蝕刻Ag層21。優(yōu)選地，第一蝕刻劑采用H2O2、NH4OH和H2O容積比為1∶X∶Y的溶液，其中，優(yōu)選地選擇0.5＜X＜2.0和4.0＜Y＜10.0。優(yōu)選地，第一構(gòu)成步驟在第一溫度T1下進(jìn)行，其優(yōu)選為10℃＜T1＜30℃，而時(shí)間是幾分鐘至幾十分鐘，有利地，在一蝕刻池中進(jìn)行。優(yōu)選地，蝕刻凹進(jìn)光敏漆層3下方，而在光敏漆層3中形成一個(gè)第二突出部B，所述突出部深度為t1，其中優(yōu)選地蝕刻到t1＞d1。以此方式保證把沒(méi)有被光敏漆覆蓋處的Ag層21完全地并且無(wú)殘余地去掉。其中，在第一步驟中實(shí)質(zhì)上不涉及Ni層22.。一個(gè)由第一構(gòu)成步驟得出的第一中間產(chǎn)品見(jiàn)于圖2中，該第一中間產(chǎn)品帶有包括Ag剩余層211作為第一剩余層列部分。
如圖3，在第二構(gòu)成步驟中，從第一中間產(chǎn)品著手，用硝酸(HNO3)水溶液作為第二蝕刻劑蝕刻N(yùn)i層22，使得只保留一個(gè)Ni剩余層221。NHO3∶H2O的容積比為1∶Z，優(yōu)選地，選擇2.0＜Z＜8.0。第二構(gòu)成步驟在第二溫度T2下進(jìn)行，這優(yōu)選地是30℃＜T2＜50℃，優(yōu)選地時(shí)間是幾分鐘至幾十分鐘。優(yōu)選地，蝕刻去掉部分Ni層22在Ag剩余層下的區(qū)域，從而形成Ag剩余層211的第一突出部A，所述突出部深度為t2。由第二構(gòu)成步驟得出的第二中間產(chǎn)品見(jiàn)于圖3中。
在第三構(gòu)成步驟中，從圖3所示第二中間產(chǎn)品著手蝕刻Ti層23，在此又是采用雙氧水(H2O2)、氫氧化銨(NH4OH)和水(H2O)組成的化學(xué)溶液作為第三蝕刻劑，優(yōu)選地其容積比與第一蝕刻劑所用的相同。優(yōu)選地，第三構(gòu)成步驟可以在第一蝕刻池中進(jìn)行。這樣可以與Ti層一起蝕刻Ag剩余層211至Ag終末層212，從而溶解掉蝕刻過(guò)Ni層22的第一突出部A，最終構(gòu)成所希望的臺(tái)階式構(gòu)型。在此，第一突出部A首先起一個(gè)化學(xué)掩模的作用，它阻止或者至少極大地延緩因第三蝕刻劑而溶解掉Ti層22位于第一突出部之下的區(qū)域。在溶解掉第一突出部A以后，第三蝕刻劑未涉及的Ni剩余層起Ti層23的掩模的作用。
因?yàn)門i受第三蝕刻劑蝕刻顯著地慢于Ag，有效地阻礙Ni剩余層221的下蝕刻，也就是說(shuō)有效地阻礙形成Ni剩余層221的第三突出部。圖4示出由第三構(gòu)成步驟得出的根據(jù)本發(fā)明的方法的第三中間產(chǎn)品。有利地，接著再去除光敏漆層3，從而得出在圖5中所見(jiàn)的帶有根據(jù)本發(fā)明的方法構(gòu)成的臺(tái)階式構(gòu)型的半導(dǎo)體芯片1。
如果在半導(dǎo)體芯片1與其中上述構(gòu)成臺(tái)階式構(gòu)型的層列2之間有一個(gè)或者多個(gè)中間層也可以采用根據(jù)本發(fā)明的方法。
有利地，在第一、第二和第三構(gòu)成步驟之后或者在第一、第二和第三構(gòu)成步驟之間還可以采取其它的構(gòu)成步驟。
標(biāo)號(hào)表1半導(dǎo)體芯片2層列21 Ag層，第一層列部分22 Ni層，第二層列部分23 Ti層，第三層列部分211 Ag剩余層212 Ag終末層221 Ni剩余層3保護(hù)層，光敏漆層A第一突出部B第二突出部
權(quán)利要求
1.一種構(gòu)成由層列(2)組成的臺(tái)階式構(gòu)型的方法，其中(a)在第一構(gòu)成步驟中把部分第一層列部分(21)去掉而形成第一剩余層列部分(211)，(b)在第二構(gòu)成步驟中使用第二蝕刻劑進(jìn)行蝕刻而將第一層列部分(21)之下的第二層列部分(22)部分地去掉，(c)在第三構(gòu)成步驟中使用第三蝕刻劑進(jìn)行蝕刻而將第二層列部分(22)之下的第三層列部分(23)部分地去掉，其特征在于，(d)在第二構(gòu)成步驟中去掉部分第一剩余層列部分(211)之下的第二層列(部分22)的區(qū)域，而形成第一剩余層列部分(211)的第一突出部(A)，(e)在第三構(gòu)成步驟中去掉所述第一剩余層列部分(211)的第一突出部(A)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，第二構(gòu)成步驟和第三構(gòu)成步驟在水溶液中進(jìn)行。
3.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，第一構(gòu)成步驟中通過(guò)采用第一蝕刻劑進(jìn)行蝕刻。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，第一蝕刻劑與第三蝕刻劑選擇實(shí)質(zhì)上相同的化學(xué)組成。
5.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在第一構(gòu)成步驟中把部分第一層列部分(21)去掉而形成光敏漆層3的第二突出部(B)，所述第二突出部深度為t1，該深度大于第一層列的厚度d1。
6.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，第一層列部分(21)包含鋁，第二層列部分(22)包含鎳，而第三層列部分(23)包含鈦。
7.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，用硝酸水溶液作為第二蝕刻劑，優(yōu)選地采用1∶Z的稀釋比例，其中2.0＜Z＜8.0。
8.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，用雙氧水、氫氧化銨和水的混合液作為第一蝕刻劑和第三蝕刻劑，其優(yōu)選采用約1∶X∶Y的容積比，其中選擇0.5＜X＜2.0和4.0＜Y＜10.0。
9.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在第一構(gòu)成步驟之前，在第一層列部分上設(shè)置一個(gè)保護(hù)層(3)。
全文摘要
一種構(gòu)成由層列(2)組成的臺(tái)階式構(gòu)型的方法，包括把部分第一層列部分(21)去掉而形成第一剩余層列部分(211)的第一構(gòu)成步驟，使用第二蝕刻劑進(jìn)行蝕刻而把第一層列部分(21)之下的第二層列部分(22)部分地去掉的第二構(gòu)成步驟，以及使用第三蝕刻劑進(jìn)行蝕刻而把第二層列部分(22)之下的第三層列部分(23)部分地去掉的第三構(gòu)成步驟，本發(fā)明在第二構(gòu)成步驟中去掉第一剩余層列部分(211)之下的第二層列部分(22)的區(qū)域，并在第三構(gòu)成步驟中去掉所述第一剩余層列部分(211)的第一突出部(A)。
文檔編號(hào)H01L21/3213GK1706041SQ200380101700
公開(kāi)日2005年12月7日 申請(qǐng)日期2003年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月23日
發(fā)明者杰羅姆·阿薩爾, 西蒙·艾歇爾, 埃里?！つ先?申請(qǐng)人:Abb瑞士有限公司