System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种高选择比二氧化硅薄膜蚀刻液制造技术_技高网

一种高选择比二氧化硅薄膜蚀刻液制造技术

技术编号:44457238 阅读:0 留言:0更新日期:2025-02-28 19:04
本发明专利技术公开了一种提升THOX氧化膜与TEOS氧化膜蚀刻选择比的缓冲氧化蚀刻液,主要成分为氢氟酸,氟化铵,添加剂一,添加剂二以及超纯水。本发明专利技术的蚀刻液用于同时蚀刻THOX氧化膜与TEOS氧化膜,并可抑制TEOS氧化膜的蚀刻。添加剂一与TEOS氧化膜上大量的Si‑OH官能团进行反应吸附,形成阻碍氢氟酸蚀刻的保护膜,可有效抑制TEOS氧化膜的腐蚀。添加剂二可降低蚀刻液的表面张力,使蚀刻液有较高的浸润性,增加蚀刻液的蚀刻均一性。本发明专利技术所述的蚀刻液对THOX氧化膜与TEOS氧化膜有较高的选择性,可使两者选择比达8.32。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于蚀刻液,尤其涉及一种二氧化硅薄膜的蚀刻液。


技术介绍

1、二氧化硅作为一种仅含硅与氧两种元素的环境友好材料具有易于合成、不含对环境有害元素的特点,同时由于二氧化硅还具有高电阻率、良好的介电强度、优良的化学与热稳定性、低热膨胀系数、易于调节的禁带宽度、易于集成和良好的表面特性等特点,使其在电子器件、光学、太阳能电池、薄膜晶体管、绝缘体上硅技术、硅绝缘体cmos等领域中被广泛使用。

2、有多种方式可以在基底表面生成二氧化硅薄膜。其原理主要分为两种,一种是硅基底表面与氧气或氧气与水的混合物在高温下反应生成二氧化硅薄膜(thox),这种成膜方式为热氧化法或热氧法,通过这种方式产生的二氧化硅薄膜结构致密,均匀性和重复性较好,掩蔽能力强,可有效避免器件的划伤与玷污。另一种是化学气相沉积法沉积二氧化硅膜(teos),利用四乙氧基硅烷在较高的温度下自分解或与氧气反应,在基底上沉积二氧化硅薄膜,此薄膜具有更好的台阶覆盖能力和间隙填充特性,常用于掺杂阻挡或作为金属层之间的介质层。

3、二氧化硅的蚀刻通常使用缓冲氧化蚀刻液(boe),其主要成分为氢氟酸,氟化铵和水以及少量的添加剂或改性剂。由于thox与teos工艺的差异,teos膜结构较为疏松,导致常规的boe对teos膜有更高的蚀刻速率。然而在某些特殊的半导体制作工艺中,需要同时蚀刻thox与teos两种膜层,且需要对thox的蚀刻速率大于teos,而常规的boe难以实现以上功能。


技术实现思路

1、本专利技术针对上述提出的常规boe蚀刻液难以解决thox氧化层蚀刻速率大于teos氧化层的问题,提出一种使thox氧化层选择比提高的boe蚀刻液组合。

2、为实现上述目的,本专利技术提供一种boe蚀刻液组合方案,具体是指由:

3、0.5%-5%的氢氟酸、20%-30%的氟化铵、超纯水、0.01%-5%的硫醇化合物、以及0.0001%-0.1%的表面活性剂组成的混合物。

4、在上述方案中,所使用的氢氟酸是指质量分数为48%-50%的电子级氢氟酸溶液。

5、在上述方案中,所使用的氟化铵是指质量分数为39%-41%的电子级氟化铵溶液。

6、在上述方案中,所使用的超纯水是指25℃下电阻率达18兆欧及以上的超纯水。

7、在上述方案中,所使用的添加剂一是指包括:4-(吡啶-4-基)嘧啶-2-硫醇、吡硫醇、泛硫醇、仲丁硫醇、2-嘧啶硫醇在内的一硫醇或二硫醇化合物中的一种或几种的组合。

8、在上述方案中,所使用的添加剂二是指包括:壬基酚聚氧丁烯醚甲基硅烷醇、十二烷基酚聚氧乙烯醚甲基硅烷醇、辛醇聚氧乙烯醚硫酸酯甲基硅烷醇、辛醇聚氧乙烯醚甲氧基硅烷醇、二甲基硅氧烷聚乙二醇甲基硅烷醇、聚氧丙烯醚甲基硅烷醇在内的硅烷醇类化合物中的一种或几种的组合。

9、本专利技术的有益效果包括:

10、(1)上述蚀刻液以常规的boe蚀刻液为基础。氢氟酸用于蚀刻氧化硅层,氟化铵用于维持氢氟酸浓度,稳定氧化膜蚀刻速率,低含量氢氟酸高含量氟化铵体系有利于降低氧化膜的蚀刻速率,有利于thox氧化膜选择比的提高。

11、(2)上述蚀刻液中硫醇化合物的加入能有效抑制teos氧化膜的蚀刻。由于teos氧化膜为非晶态薄膜,即结构中晶格结构无序,使得teos氧化膜具有较多的表面缺陷和氧空位,导致teos氧化膜具有更多的si-oh吸附位点;thox氧化层具有更高的密度和较为有序的晶格结构,si-oh吸附位点较少。上述蚀刻液中的硫醇化合物在蚀刻过程中能大量吸附到teos氧化膜表面并形成保护膜,从而降低teos氧化膜的蚀刻速率,增加thox氧化膜选择比。

12、(3)上述蚀刻液中的表面活性剂能有效降低蚀刻液的表面张力,增加蚀刻液的浸润性,改善蚀刻均一性,提升蚀刻液在微小结构中的蚀刻效果。

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【技术保护点】

1.一种用于二氧化硅蚀刻的缓冲氧化蚀刻液,其特征在于,该缓冲氧化蚀刻液主要成分包括0.5%-5%的氢氟酸、20%-30%的氟化铵、超纯水、0.01%-5%的硫醇化合物、以及0.0001%-0.1%的表面活性剂。

2.根据权利要求1所述的蚀刻液,其特征在于:所述蚀刻液中使用的氢氟酸是指质量分数为48%-50%的电子级氢氟酸溶液。

3.根据权利要求1所述的蚀刻液,其特征在于:所述蚀刻液中使用的氟化铵是指质量分数为39%-41%的电子级氟化铵溶液。

4.根据权利要求1所述的蚀刻液,其特征在于:所述蚀刻液中使用的超纯水是指25℃下电阻率达18兆欧及以上的超纯水。

5.根据权利要求1所述的蚀刻液,其特征在于:所述蚀刻液中使用硫醇化合物是指包括4-(吡啶-4-基)嘧啶-2-硫醇、吡硫醇、泛硫醇、仲丁硫醇、2-嘧啶硫醇在内的一硫醇或二硫醇化合物中的一种或几种的组合。

6.根据权利要求1所述的蚀刻液,其特征在于:所述蚀刻液中使用的添加剂二是指包括壬基酚聚氧丁烯醚甲基硅烷醇、十二烷基酚聚氧乙烯醚甲基硅烷醇、辛醇聚氧乙烯醚硫酸酯甲基硅烷醇、辛醇聚氧乙烯醚甲氧基硅烷醇、二甲基硅氧烷聚乙二醇甲基硅烷醇、聚氧丙烯醚甲基硅烷醇在内的硅烷醇类化合物中的一种或几种的组合。

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【技术特征摘要】

1.一种用于二氧化硅蚀刻的缓冲氧化蚀刻液,其特征在于,该缓冲氧化蚀刻液主要成分包括0.5%-5%的氢氟酸、20%-30%的氟化铵、超纯水、0.01%-5%的硫醇化合物、以及0.0001%-0.1%的表面活性剂。

2.根据权利要求1所述的蚀刻液,其特征在于:所述蚀刻液中使用的氢氟酸是指质量分数为48%-50%的电子级氢氟酸溶液。

3.根据权利要求1所述的蚀刻液,其特征在于:所述蚀刻液中使用的氟化铵是指质量分数为39%-41%的电子级氟化铵溶液。

4.根据权利要求1所述的蚀刻液,其特征在于:所述蚀刻液中使用的超纯水是指2...

【专利技术属性】
技术研发人员:李少平蒲帅张庭贺兆波董攀飞李金航武昊冉许真杨翠翠
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:

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