抗光照干扰的半导体芯片的制作方法与流程

【技术领域】

本发明涉及半导体芯片制造技术领域，特别地，涉及一种抗光照干扰的半导体芯片的制作方法。

背景技术：

对于有些半导体芯片来说，是应用在有光线照射的场合，此时，光线对芯片的照射会造成芯片工作的异常。诸如发光二极管(led)驱动控制芯片，led灯是将几个led芯片和led驱动控制芯片共同封装在透明的环氧树脂内，此类产品的驱动控制芯片外没有不透明树脂封装，在光照的环境下驱动控制芯片的漏电流会增大，导致部分控制芯片出现功能异常，由于漏电流增大，表现为led灯的工作出现异常。

为了解决这种问题，目前有一种办法：通过在钝化层表面生长一层金属，比如铝(al)，然后光刻刻蚀这层金属，再刻蚀钝化层。依靠钝化层表面的这层不透光的金属层来遮光。其中，为了降低压焊块区域打线的金属线与钝化层表层遮光金属短路的风险，需要将钝化层的刻开区设置的小于遮光金属层的刻开区。

这种做法虽然能解决光的照射对芯片的影响，但是还是有一些明显的缺陷：对于钝化层表面的金属，为了使得钝化层的刻开窗口小于遮光金属层的刻开窗口，需要做单独的光刻、刻蚀、去胶步骤，工艺复杂；并且，由于增加了钝化层表面的金属，以及一系列工序，制造成本比较高。

有鉴于此，有必要提供一种抗光照干扰的半导体芯片的制作方法，以解决现有技术存在的上述问题。

技术实现要素：

本发明的其中一个目的在于为解决上述问题而提供一种抗光照干扰的半导体芯片的制作方法。

本发明提供的抗光照干扰的半导体芯片的制作方法，包括：在硅衬底表面形成复合介质层，所述复合介质层包括刻蚀选择比不同的第一介质层和第二介质层；在所述复合介质层表面形成光刻胶，并通过光刻去除金属走线区域的光刻胶；利用所述光刻胶对所述复合介质层的第一介质层进行第一次刻蚀处理，以去除所述金属走线区域的第一介质层；对所述第二介质层进行第二次刻蚀处理，以去除所述金属走线区域的第一介质层，并使所述复合介质层形成t型台阶；利用所述t型台阶进行金属层生长，其中位于所述t型台阶直接且覆盖所述硅衬底的金属层作为金属走线，而覆盖所述t型台阶表面的金属层作为遮光层。

作为在本发明提供的抗光照干扰的半导体芯片的制作方法的一种改进，在一种优选实施例中，所述硅衬底是已经形成芯片的器件的硅衬底。

作为在本发明提供的抗光照干扰的半导体芯片的制作方法的一种改进，在一种优选实施例中，所述第一介质层为二氧化硅层，而所述第二介质层为氮化硅层，所述氮化硅层和所述二氧化硅层依序形成在所述硅衬底的表面。

作为在本发明提供的抗光照干扰的半导体芯片的制作方法的一种改进，在一种优选实施例中，所述第一介质层为氮化硅层，而所述第二介质层为二氧化硅层，所述二氧化硅层和所述氮化硅层依序形成在所述硅衬底的表面。

作为在本发明提供的抗光照干扰的半导体芯片的制作方法的一种改进，在一种优选实施例中，所述第一次刻蚀采用湿法刻蚀或者干法刻蚀的方式对所述第一介质层进行刻蚀处理。

作为在本发明提供的抗光照干扰的半导体芯片的制作方法的一种改进，在一种优选实施例中，所述第二次刻蚀采用湿法刻蚀或者各向同性的干法刻蚀方式对所述第二介质层进行刻蚀处理。

作为在本发明提供的抗光照干扰的半导体芯片的制作方法的一种改进，在一种优选实施例中，所述第二介质层在所述第二次刻蚀过程中的横向刻蚀量大于所述第一介质层的横向刻蚀量。

作为在本发明提供的抗光照干扰的半导体芯片的制作方法的一种改进，在一种优选实施例中，还包括：在所述金属层生长之前，去除所述t型台阶表面的光刻胶。

作为在本发明提供的抗光照干扰的半导体芯片的制作方法的一种改进，在一种优选实施例中，所述金属层为铝层、铝硅铜合金层或者其他非透光金属层。

作为在本发明提供的抗光照干扰的半导体芯片的制作方法的一种改进，在一种优选实施例中，所述金属层采用溅射工艺形成在所述t型台阶表面和所述硅衬底的金属走线区域的表面。

相较于现有技术，本申请提供的抗光照干扰的半导体芯片的制作方法主要是利用复合介质层在刻蚀时横向腐蚀量的差异，形成t型台阶，然后再生长金属层，利用t型台阶使得遮光金属层区域和金属走线层区域自动分离开来，其中所述t型台阶表面的金属层可以作为所述半导体芯片的遮光金属层，因此采用本发明提供的方法无需专门进行一次遮光层的刻蚀，工艺较为简单且可以有效降低整体制作成本。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图：

图1为本发明提供的抗光照干扰的半导体芯片的制作方法一种实施例的流程示意图；

图2～图7为图1所示的抗光照干扰的半导体芯片的制作方法各个工艺步骤的示意图。

【具体实施方式】

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

为解决现有技术应用在存在光干扰环境的半导体芯片在表面采用裸露金属层遮光所存在的一系列问题，本发明提供了一种抗光照干扰的半导体芯片的制作方法，其主要是利用复合介质层在刻蚀时横向腐蚀量的差异，形成t型台阶，然后再生长金属层，利用t型台阶使得遮光金属层区域和金属走线层区域自动分离开来，其中所述t型台阶表面的金属层可以作为所述半导体芯片的遮光金属层，因此采用本发明提供的方法无需专门进行一次遮光层的刻蚀，工艺较为简单且可以有效降低整体制作成本。

请参阅图1，其为本发明提供的抗光照干扰的半导体芯片的制作方法一种实施例的流程示意图。具体地，所述抗光照干扰的半导体芯片的制作方法主要包括以下步骤：

步骤s1，在硅衬底表面形成复合介质层，所述复合介质层包括刻蚀选择比不同的第一介质层和第二介质层；

具体地，请参阅图2，所述硅衬底可以是已经形成芯片的器件的硅衬底，即所述硅衬底已经制作有芯片内部电路；在本实施例中，所述复合介质层可以包括刻蚀选择比不同的两个膜层，比如第一介质层和第二介质层。其中，所述第一介质层和所述第二介质层可以分别通过化学气相淀积的方式来形成，比如首先在所述硅衬底表面形成所述第二介质层，然后再在所述第二介质层表面形成所述第一介质层。

如图2所示，所述第一介质层可以为二氧化硅层，而所述第二介质层可以为氮化硅层，所述氮化硅层和所述二氧化硅层依序形成在所述硅衬底的表面。可替代地，所述第一介质层和所述第二介质层的材料可以颠倒，即所述硅衬底表面的第二介质层可以为二氧化硅层，而所述第二介质层表面的第一介质层可以为氮化硅层。

在其他替代实施例中，所述第一介质层和所述第二介质层也可以是其他材料的膜层，不过，二者需要满足在进行干法刻蚀或者湿法刻蚀时具有不同的刻蚀选择比。也即是说，当对所述第一介质层和所述第二介质层的其中一个膜层进行刻蚀时，基本不会对另一个膜层造成影响。

步骤s2，在所述复合介质层表面形成光刻胶，并通过光刻去除金属走线区域的光刻胶；

具体地，请参阅图3，在步骤s2中，首先在所述第一介质层表面整体地涂覆一层光刻胶，接着，利用光刻技术对所述光刻胶进行光刻处理，以将预先设计的金属走线区域的光刻胶去除掉，从而使得所述金属走线区域的复合介质层显露出来。

步骤s3，利用所述光刻胶对所述复合介质层的第一介质层进行第一次刻蚀处理；

具体地，请参阅图4，在所述金属走线区域的光刻胶去除之后，可以通过所述光刻胶对所述第一介质层进行第一次刻蚀处理，所述第一次刻蚀处理可以采用湿法刻蚀或者干法刻蚀，并且，在具体实施例中，所述第一介质层刻蚀对横向刻蚀量并没有特殊的要求，因此，经过刻蚀之后，所述金属走线区域的第一介质层被去除掉。应当理解的是，在所述第一次刻蚀处理的过程中，由于所述第一介质层和所述第二介质层之间具有不同的刻蚀选择比，因此在将所述金属走线区域的第一介质层进行刻蚀的过程中，并不会对所述第一介质层下方的第二介质层造成影响。如图4所示，所述二氧化硅层被刻蚀掉，然而其下方的氮化硅层仍然保留完整的整个膜层。

步骤s4，利用所述光刻胶对所述第一介质层下方的第二介质层进行第二次刻蚀处理，以使所述复合介质层形成t型台阶；

具体地，请参阅图5，所述第二介质层可以采用湿法刻蚀或者各向同性的干法刻蚀方式进行所述第二次刻蚀处理；由于所述第一介质层和所述第二介质层之间具有不同的刻蚀选择比，因此，在对所述第二介质层进行湿法刻蚀或者各向同性的干法刻蚀时，所述第二介质层在所述第二次刻蚀过程中的横向刻蚀量大于所述第一介质层的横向刻蚀量，从而使得在非金属走线区域保留的第二介质层的尺寸小于其上方的第一介质层，而在所述复合介质层形成t型台阶。如图5所示，所述氮化层的尺寸小于其上方的所述二氧化硅层，因此所述二氧化硅层和所述氮化硅层便形成一个横截面的t型的台阶结构，即如上所述的t型台阶。由于所述硅衬底的金属走线区域的第二介质层被去除掉，因此所述金属走线区域便显露出来，可以在后续工艺直接生长金属来形成金属走线层。

步骤s5，去除所述t型台阶表面的光刻胶；

具体地，请参阅图6，在所述t型台阶形成之后，可以通过光刻胶剥离工艺来去除掉所述t型台阶表面的光刻胶，以使得所述t型台阶的第一介质层显露出来。

步骤s6，利用所述t型台阶进行金属层生长，其中位于所述t型台阶直接且覆盖所述硅衬底的金属层作为金属走线，而覆盖所述t型台阶表面的金属层作为遮光层；

具体地，请参阅图7，在所述t型台阶表面的光刻胶去除之后，可以通过溅射或者其他金属生长工艺，在所述t型台阶表面和所述t型台阶之间的硅衬底表面(即所述金属走线区域表面)形成一层金属层。所述金属层可以具体为铝层、铝硅铜合金层或者其他非透光材质的金属层。其中，所述硅衬底表面的金属层可以作为所述半导体芯片的金属走线，而所述t型台阶表面的金属层可以作为遮光层。所述遮光层可以遮挡住周围的光信号，以免所述半导体芯片应用在光环境下，所述光信号会对所述半导体芯片内部电路造成影响而产生光电流或者造成漏电等问题。

相较于现有技术，本申请提供的抗光照干扰的半导体芯片的制作方法主要是利用复合介质层在刻蚀时横向腐蚀量的差异，形成t型台阶，然后再生长金属层，利用t型台阶使得遮光金属层区域和金属走线层区域自动分离开来，其中所述t型台阶表面的金属层可以作为所述半导体芯片的遮光金属层，因此采用本发明提供的方法无需专门进行一次遮光层的刻蚀，工艺较为简单且可以有效降低整体制作成本。

以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。