[发明专利]一种晶圆电镀方法及晶圆电镀夹具

说明书

本发明公开了一种晶圆电镀方法及晶圆电镀夹具，包括依次完成的钝化层处理、种子层生长、BPSG生长、电极窗口制作、晶圆Ag电镀、去除BPSG、刻蚀晶圆金属Ag、背面电极生长八个步骤；电镀电流进入导电金属环后经多个间隔分布的导电簧片均匀流至晶圆表面上，使得金属原子在晶圆表面上快速稳定进行还原反应生长形成平整度好、均匀高的金属镀层，解决了现有金属电镀到晶圆表面上形成电镀层的平整度和均匀性差的问题，避免了晶圆电镀后金属层翘起的情况发生。

技术领域

本发明涉及一种晶圆电镀方法及晶圆电镀夹具，属于半导体制造技术领域。

背景技术

晶圆表面电镀是制作半导体器件的一种电镀工艺，现有技术将金属电镀到晶圆上的平整度和均匀性差，例如在中国专利号为CN1114718C的在硅衬底上直接电铸三维金属结构的方法及其专用夹具，采用的技术为：“将夹具连同样品放入电镀槽中，将输入电极与电镀槽的电源阳极相接，接通电源后，电荷便通过弹性金属、金属板和硅片到达被镀面上，在硅片的表面进行还原反应，达到金属淀积与生长的目的”，由于电荷最后是经金属板达到硅片的表面进行还原反应，电镀的电流从金属板流动很难均匀流至硅片的表面，当需要电镀的金属膜层较厚时，电镀后的金属层应力无法释放而导致晶圆翘起，存在金属电镀到晶圆表面上形成电镀层的平整度和均匀性差的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种晶圆电镀方法及晶圆电镀夹具。

本发明通过以下技术方案得以实现。

本发明提供的本发明的一种晶圆电镀方法，包括依次完成的钝化层处理、种子层生长、BPSG生长、电极窗口制作、晶圆Ag电镀、去除BPSG、刻蚀晶圆金属Ag、背面电极生长八个步骤。

所述步骤一，钝化层处理：使用SiO₂或Si₃N₄材料对晶圆的半导体衬底进行钝化层生长，光刻、刻蚀出电极窗口；

所述步骤二，种子层生长：使用金属Ag采用溅射或蒸发的方式在晶圆2正面进行种子层生长，形成种子金属Ag，种子金属Ag的厚度为0.01μm～5μm；

所述步骤三，BPSG生长：在晶圆正面和背面采用PECVD进行BPSG生长，BPSG的厚度为0.1μm～5μm；

所述步骤四，电极窗口制作：采用1:20的氢氟酸溶液刻蚀晶圆正面上的BPSG 20～200s，完成晶圆正面金属Ag种子层与导电簧片接触窗口制作；

所述步骤五，晶圆Ag电镀：电镀夹具通过夹具固定孔与电镀设备进行固定，晶圆放在晶圆电镀夹具内的平面卡槽被多个环形分布的导电簧片压紧，使用K[Ag₂]电镀液，通入5min～300min的1mA～10A电流进行电镀，电镀电流进入导电金属环后经多个间隔分布的导电簧片均匀流至晶圆表面上，形成完成和均匀的厚银金属层；

所述步骤六，去除BPSG：采用1:20的氢氟酸溶液刻蚀20～200s，去除晶圆表面和背面的BPSG；

所述步骤七，刻蚀晶圆金属Ag：刻蚀晶圆表面钝化层正上方的种子层金属Ag；

所述步骤八，背面电极生长：采用Ti或Ni或Ag在晶圆的半导体衬底的背面生长形成背面电极；完成后，形成一个以金属Ti或Ni或Ag为背面电极，背面电极上以硅或碳化硅等为半导体衬底，在半导体衬底中部、两侧对应形成金属银的种子层、SiO₂或Si₃N₄的钝化层，在金属Ag的种子层上形成银金属的厚银金属层的一种二极管芯片结构。