半导体垂直通孔形成方法及装置

摘要

一种半导体垂直通孔形成方法及装置，属特种加工范畴，基于微细电加工原理，以微细群电极作为工具电极，半导体材料(通常为硅、锗、砷化镓、蓝宝石、碳化硅等，电阻率＜100Ω·cm薄片形状)作为工件，依次通过微细电火花放电、微细电化学光整和侧壁钝化工艺，实现半导体垂直通孔(直径Φ＜50μm，深宽比＜10)的加工。实施本发明的装置是提供一种在同一台设备上可连续完成微细电火花放电、微细电化学光整和侧壁钝化工艺的装置，保证了工艺的完整性和定位的精确性；该装置还增设了能够产生激波效应的激波发生器，以利于加工具有大的深宽比的半导体通孔。此工艺方法及装置具有与材料晶向无关、侧壁垂直、热影响区小、加工精度高及工艺灵活等特点。

主权项

一种半导体垂直通孔形成方法，其特征为该方法包括如下工序：将工具电极安装在精密进给控制平台上，半导体工件固定在激波发生器端面并置于工具电极的上方；1)首先，采用微能脉冲电源，并控制工具电极向上产生亚微米级进给，与半导体工件在电火花工作液介质中产生微能、瞬时火花放电，实现半导体垂直通孔的微细电火花加工，加工完毕后，关闭微能脉冲电源；2)保持半导体工件、工具电极位置不变，更换工作液为电解液，然后，为使通孔内的工具电极为未加工状态，将工具电极进给大于一个孔深距离，打开微能脉冲电源，使用纳秒超短脉冲，对已形成的垂直通孔进行微细电化学腐蚀光整加工，最终使半导体垂直通孔表面粗糙度达到半导体器件的工艺要求；3)最后，将工作液更换为有机钝化液，对上述半导体垂直通孔进行原位侧壁电化学钝化处理，使得半导体垂直通孔侧壁钝化后具有绝缘特性。