一种抑制氮化钛腐蚀的沟槽缓冲蚀刻液的制作方法

本发明属于半导体蚀刻液，具体涉及一种抑制氮化钛腐蚀的沟槽缓冲蚀刻液，该沟槽缓冲蚀刻液对氧化硅沟槽蚀刻干净无残留，同时可降低对氮化钛层的腐蚀，具体涉及一种具有高选择比要求的沟槽结构蚀刻。

背景技术：

1、氧化硅常作为栅氧化物在场效应晶体管中起隔离和控制源漏电流作用，实现信号放大和电路开关等功能。在半导体工艺中，氮化钛可用作金属电阻层，用于电路的连接和导线的制造，也可用作金属导线和电极的保护层。此外，氮化钛作栅电极有较高的介电常数和较低的漏电流，可提供较好的电子控制效果，并减少器件中漏电流问题。

2、氧化硅蚀刻常选用缓冲氧化物蚀刻液(boe)，其主要成分是hf、nh4f和水。常规boe蚀刻液对沟槽结构氧化硅蚀刻不完全并对氮化钛的腐蚀过快，达不到沟槽结构的高选择比要求。

3、cn108384548a公开了一种非金属氧化物膜用缓冲蚀刻液，由氢氟酸、氟化铵、缓释剂、渗透剂和水组成，可以对氧化硅膜层具有高度选择性蚀刻，并且对接触层的ild膜及gi膜层无蚀刻，具有高度选择性。但是其对于含有氮化钛的半导体不能进行选择性蚀刻。

4、cn116218528a公开了一种高选择性且低泡的蚀刻液，其主要成分为氢氟酸、氟化铵、添加剂、表面活性剂和超纯水，该蚀刻液可以用于二氧化硅薄膜的蚀刻，并可同时抑制多晶硅层及氮化硅层的蚀刻，但并不能有效抑制氮化钛膜层腐蚀。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本发明提供一种抑制氮化钛腐蚀的沟槽缓冲蚀刻液。

2、为了实现上述目的，本发明提供一种抑制氮化钛腐蚀的沟槽缓冲蚀刻液，所述沟槽缓冲蚀刻液成分为3-8％的氢氟酸、15-25％的氟化铵、0.03-0.3％的有机胺、0.03-0.2％的表面活性剂，剩余为超纯水。

3、优选的，所述沟槽缓冲蚀刻液成分中的氢氟酸为电子级，质量浓度为48-50％。

4、优选的，所述沟槽缓冲蚀刻液成分中的氟化铵为电子级，质量浓度为39-41％。

5、优选的，所述超纯水在25℃的电阻率不低于18兆欧。

6、优选的，所述有机胺为选自2-(甲氨基)吡啶、4-(氨基甲基)吡啶、2-氨基吡啶、2-肼吡啶、2-吡啶碳酰肼、2-吡啶甲基胺的至少一种。

7、优选的，所述表面活性剂为选自异十醇聚氧乙烯醚、十八烷基乙烯醚、乙二醇单十二烷基醚、月桂醇聚氧乙烯醚、十二烷基二乙二醇醚的任意一种。

8、本发明的有益效果在于：

9、1、氢氟酸用于蚀刻氧化硅层；氟化氢铵用于提供氟离子，稳定蚀刻液的蚀刻速率；有机胺与氮化钛表面金属离子反应形成络合物，这些络合物可以稳定氮化钛表面结构，形成一层保护性膜层，抵御boe的蚀刻作用；吡啶类有机胺在boe中与氢氟酸反应生成其盐类，这些吡啶盐类具有较低的溶解度，能在氮化钛表面形成一层保护性的氟化物膜，阻止boe进一步侵蚀氮化钛。表面活性剂可降低蚀刻液表面张力，使溶液有强的钻孔能力，使其在沟槽结构中蚀刻无残留。

10、2、沟槽缓冲蚀刻液对氧化硅层和氮化钛具有高选择性，蚀刻速率选择比＞580，可以应用于teos、bpsg、fsg、psg等氧化硅薄膜的蚀刻。

技术特征：

1.一种抑制氮化钛腐蚀的沟槽缓冲蚀刻液，其特征在于：所述沟槽缓冲蚀刻液成分为3-8%的氢氟酸、15-25%的氟化铵、0.03-0.3%的有机胺、0.03-0.2%的表面活性剂，剩余为超纯水。

2.根据权利要求1所述的一种抑制氮化钛腐蚀的沟槽缓冲蚀刻液，其特征在于：所述沟槽缓冲蚀刻液成分中的氢氟酸为电子级，质量浓度为48-50%。

3.根据权利要求1所述的一种抑制氮化钛腐蚀的沟槽缓冲蚀刻液，其特征在于：所述沟槽缓冲蚀刻液成分中的氟化铵为电子级，质量浓度为39-41%。

4.根据权利要求1所述的一种抑制氮化钛腐蚀的沟槽缓冲蚀刻液，其特征在于：所述超纯水在25℃的电阻率不低于18兆欧。

5.根据权利要求1所述的一种抑制氮化钛腐蚀的沟槽缓冲蚀刻液，其特征在于：所述有机胺为选自2-(甲氨基)吡啶、4-(氨基甲基)吡啶、2-氨基吡啶、2-肼吡啶、2-吡啶碳酰肼、2-吡啶甲基胺的至少一种。

6.根据权利要求1所述的一种抑制氮化钛腐蚀的沟槽缓冲蚀刻液，其特征在于：所述表面活性剂为选自异十醇聚氧乙烯醚、十八烷基乙烯醚、乙二醇单十二烷基醚、月桂醇聚氧乙烯醚、十二烷基二乙二醇醚的任意一种。

技术总结
本发明公开了一种抑制氮化钛腐蚀的沟槽缓冲蚀刻液，主要成分为氢氟酸、氟化铵、有机胺、表面活性剂以及超纯水。本发明的蚀刻液用于沟槽氧化硅薄膜的蚀刻，并可抑制氮化钛层腐蚀。有机胺与氮化钛表面金属离子反应，形成保护膜层，可有效抑制蚀刻液对氮化钛的腐蚀。表面活性剂可降低蚀刻液表面张力，使溶液有强的钻孔能力，使其在沟槽结构中蚀刻无残留。本发明所述的蚀刻液对氧化硅层和氮化钛层有高选择性，蚀刻选择比可＞580。本发明所述的蚀刻液可有效抑制氮化钛层腐蚀，同时保证沟槽氧化硅蚀刻无残留。

技术研发人员：许真,张庭,贺兆波,叶瑞,李金航,武昊冉,董攀飞,罗海燕,刘春丽,邓爱华
受保护的技术使用者：湖北兴福电子材料股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21