[发明专利]一种基于6英寸GaN器件背孔掩膜的制作方法

说明书

本发明涉及一种基于6英寸GaN器件背孔掩膜的制作方法，解决传统的GaN HEMT器件制造工艺中存在的问题，提出一种新型基于6英寸GaN/SiC器件制造中背孔掩膜的制作方法，该方法采用做光刻、溅射、剥离、电镀的工艺制作金属镍以便用于刻蚀SiC的掩膜，金属Ni厚度10μm，均匀性≤5％，侧壁角度为〉60°，背孔的直径为但不限于60μm。

技术领域

本发明涉及一种基于6英寸GaN器件背孔掩膜的制作方法，属于集成电路制造领域。

背景技术

GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)器件具有非常高的二维电子气(2-DEG)浓度、高饱和电子迁移速度、高击穿电压和高功率密度等优点，使得GaN HEMT器件不仅在已知微波功率应用领域具有GaAs器件无法比拟的优势，同时在新的低噪声应用领域也具有同样的优势，例如：具有更好的线性特性，在相同的噪声系数下具有更高的动态范围；具有更大的宽带特性，适合做超宽带器件；能承受更高的烧毁输入功率，可以增加整机的抗干扰能力，简化前级保护电路。因此，GaN HEMT低噪声器件及其单片集成电路(MMIC)，已成为其在微波功率器件应用后的又一个热点。

芯片制造是GaN HEMT器件形成必须经历的一部分，由于目前国内外业内绝大部分都是4吋或2吋的GaN/SiC晶圆，6吋GaN/SiC晶圆制造工艺是我司在国内率先开发的工艺，其在制造和生产过程中遇到了很多的新难题，晶背制程中的SiC刻蚀掩膜的制作就是其中之一。

由于6英寸晶圆的制造对工艺的均匀性，精度等提出了更高的要求，之前的4吋及其以下的工艺将不适用于6英寸晶圆。基于国内研究所和实验室的做法，是先用光刻胶做掩膜，然后用溅射金属镍作为刻蚀SiC的掩膜。这种方法不但耗时长，成本高，往往溅射就需要进行5个小时左右机时，实在不适合批量化生产。

本专利提出一种新型基于6英寸SiC衬底的GaN(GaN/SiC)器件制造中背孔掩膜的制作方法，可以减少生产时间，降低成本，具有较高的实际量产意义。经搜索和查询，未发现与本专利雷同或相似之专利，本专利具备首创性。

发明内容

为解决传统的GaN HEMT器件制造工艺中存在的问题，本发明开创一种新型基于6英寸GaN/SiC器件制造中背孔掩膜的制作方法，该方法采用做光刻、溅射、剥离、电镀的工艺制作金属镍以便用于刻蚀SiC的掩膜。金属Ni厚度10μm，均匀性≤5％，侧壁角度为〉60°，背孔的直径为但不限于60μm.

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：一种基于6英寸GaN器件背孔掩膜的制作方法，包括如下步骤：

步骤1：通过显影液冲洗晶圆表面的颗粒和异物，做出厚度为2μm，直径为80μm的背孔形貌的光刻胶弧岛，采用光刻工艺将掩膜版上的图形转移到覆盖有光刻胶的晶圆上；

步骤2：使用10％盐酸清洗晶圆表面氧化物，并在清洗后的整个晶圆表面溅射一层金属作为电镀的起镀层；

步骤3：湿法浸泡进行剥离，将光刻胶溶解，露出器件衬底材料表面，带走光刻胶上面覆盖的溅射金属；

步骤4：在剥离后剩余的金属起镀层通电，浸泡在氨基磺酸镍溶液中，在镍源处通正电，将镍离子化，在晶圆表面通负电，让镍离子得电子，附着在导电的金属起镀层通过时间控制将会形成厚度10μm的镍电镀层；

步骤5：检查器件配片的厚度和均匀性，以及背孔的尺寸，用于反应耦合等离子体的SiC刻蚀。

优选地，所述光刻过程采用365nm波长紫外线光源，曝光时间75s。

优选地，所述溅射金属包括与衬底附着的金属Ti层和金属Au层，所述Ti层厚度Au层厚度

优选地，电镀金属镍作为刻蚀SiC的掩膜，整个过程为20min，Ni金属厚度为10μm，应力150MPa，电流3.3A，电镀时间1080s。