[发明专利]用于半导体背面通孔金属化种子层的化学镀钯方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体背面工艺技术领域，具体涉及一种用于半导体背面通孔金 属化种子层的化学镀钯方法。

背景技术

背孔接地已经成为GaAsMMIC的标准工艺设计，它不仅降低了正面布线的 压力，降低了电路损耗，还能为有源区散热提供帮助。目前世界主流GaAsMMIC 工艺在背孔制备后，基本采用先溅射金属种子层后电镀金的金属化工艺模块设 计，该技术经过多年的发展，已趋于成熟。溅射金属种子层技术是利用溅射台各 项同性的金属化效果，将GaAs背面和通孔侧壁溅射上种子层金属。

但是在实际应用中，溅射金属的覆盖效果并不太理想，特别在深孔溅射方面， 溅射金属覆盖性随背孔深度的增加而变差；此外在毛刺较多的孔壁上，金属层厚 度很不均匀，被毛刺阻挡的区域金属常出现微断甚至断层，在后续的电镀过程中 这些区域容易形成封泡或孔洞，电镀效果差，严重影响芯片质量以及可靠性。且 采用溅射金属种子层技术靶材利用率低，工艺成本高。上述缺陷限制了溅射金属 种子层技术的发展，使其难以得到进一步推广与应用。

化学镀技术是在无外加电源的作用下，利用同一溶液内的金属离子及还原 剂，在具有催化活性的基体表面发生氧化还原反应，从而在基体表面化学沉积得 到金属或合金镀层的一种表面处理技术。因为其不需要外加电源，操作方便、工 艺简单、镀层均匀、孔隙率低和外观良好，在任何复杂表面均可获得均匀的镀层， 使用范围广。

金属钯位于元素周期表的第五周期，具有优良的耐腐蚀性、低的接触电阻、 可焊性、催化活性强、性能稳定等特性，价格相对低廉，镀液使用率高，工艺成 本低。因此化学镀Pd技术用作背面通孔电镀种子与溅射金属金属种子层相比具 有工艺质量好，成品率高、成本低等优势，越来越受业界人士的欢迎。

发明内容

发明目的：为解决现有技术中存在的技术问题，本发明提出一种工艺质量可 靠、工艺操作简单、使用范围广、成品率高、成本低，适合批量生产的用于半导 体背面通孔金属化种子层的化学镀钯方法。

技术手段：为实现上述技术目的，本发明提出了半导体背面通孔金属化种子 层的化学镀钯方法，包括：

S1、备片：将半导体圆片与载体片键合后进行背面工艺步骤从而形成通孔， 所述背面工艺依次包括减薄、抛光、背孔刻蚀及去胶；

S2、清洗：将步骤S1中得到的半导体圆片通过等离子体去胶、清洗，确保 工艺前半导体圆片背面、孔底金属表面以及孔内半导体表面的干净；

S3、活化：将步骤S2得到的已清洗的半导体圆片浸泡钯活化液中活化，通 过氧化还原反应在半导体材料和孔底金属表面置换出一层钯晶种；

S4、化学镀钯：将已活化的半导体圆片浸泡在钯化学镀液中进行化学镀，通 过镀液的自激发在钯晶种上持续沉淀钯金属至目标厚度，完成电镀种子层的制 作；

S5、背面通孔金属化：将已化学镀钯的半导体片进行背面电镀，利用孔底金 属完成背面通孔金属化。

其中，所述化学镀钯使用的活化液为EEJA生产的MICROFABAC-2；所述 化学镀钯使用的化学镀液为EEJA生产的MICROFABPD2000s。

优选地，所述半导体圆片的材料为砷化镓、硅、磷化铟中的任意一种；所述 孔底金属为金、铂、钛、镍、银、铝、铜中的任意一种。

具体地，步骤S2中，等离子体去胶的条件为在氧气200～500sccm、氮气 50～100sccm、功率200～400w的等离子体环境中去除残留胶膜去除残留胶膜；清 洗的条件为通过酸碱清洗液去除半导体材料及金属表面氧化层。

优选地，所述酸液、碱液、双氧水溶液均为工业用EL级；所述酸液位质量 分数36％～38％的浓盐酸、质量分数85％～87％的浓磷酸、质量分数96％～98％的 浓硫酸、质量分数64％～66％浓硝酸的任意一种；所述碱液为质量分数26％浓氨 水；所述双氧水质量分数26％～28％。

优选的半导体材料为砷化镓时，酸碱液优选氨水；半导体材料为硅时，酸碱 液优选盐酸；半导体材料为磷化铟时，酸碱液优选磷酸。

优选地，所述酸碱清洗液的体积比为酸或碱液10％，双氧水5％，水85％； 在上述酸碱清洗液中浸泡并超声清洗5min。