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电极接触窗口的制作方法及半导体结构制备方法与流程

2022-04-14 00:41:18 来源:中国专利 TAG:


1.本公开涉及半导体加工技术领域,尤其是涉及一种电极接触窗口的制作方法及半导体结构制备方法。


背景技术:

2.半导体结构是导电性介于良导电体与绝缘体之间,利用半导体材料特殊电特性来完成特定功能的电子器件,可用来产生、控制、接收、变换、放大信号和进行能量转换。基于脊波导结构的半导体结构的电流注入位置为脊波导结构的顶部表面,也称作电极接触窗口,电极接触窗口的顶部表面用来制作金属电极,在这类半导体结构的设计和制作中,对金属电极的尺寸、位置及厚度是有严格要求的,因此,电极接触窗口的制作是非常关键的一步。
3.常规的脊波导上电极窗口的制备方法是在已刻蚀的脊波导结构及其两侧结构表面生长一层电介质层作为绝缘层,在绝缘层上旋涂光刻胶,利用掩模版对脊波导上方光刻胶进行曝光,确保脊波导结构顶部表面的绝缘层外露,而脊波导结构顶部表面以外的其它部位的光刻胶全部保留,之后利用光刻胶做掩模对电介质层进行去除,形成电极接触窗口。
4.上述方法要求光刻具有较高的对准精度,且光刻后脊波导结构两侧的光刻胶会有一定程度的脱落现象,导致其对脊波导侧壁绝缘层保护性差,刻蚀去除脊波导上绝缘层时,使脊波导两侧绝缘层受损,影响电极开窗效果。


技术实现要素:

5.本发明的目的在于提供一种电极接触窗口的制作方法及半导体结构制备方法,以缓解现有技术中存在的在形成半导体结构的电极接触窗口的过程中,要求光刻具有较高的对准精度,且光刻后脊波导两侧的光刻胶容易存在一定程度的脱落现象,导致其对脊波导侧壁绝缘层保护性差的技术问题。
6.第一方面,本发明实施例提供的一种电极接触窗口的制作方法,包括以下步骤:步骤s1.提供一具有脊波导结构的衬底,所述脊波导结构的两侧分别具有沟槽结构,所述脊波导结构和所述沟槽结构的表面均沉积有电介质层,在所述电介质层的表面形成光阻层;其中,所述电介质层覆盖在所述脊波导结构顶部的部分形成顶部部分,所述电介质层覆盖在所述脊波导结构横向侧壁的部分形成侧壁部分;步骤s2.所述脊波导结构与所述沟槽结构沿横向排布设置;在所述光阻层的上方设置掩模版,所述掩模版上具有透光区域,所述透光区域包括第一透光部,所述第一透光部的横向两侧均分别连接有由内向外依次连接的第二透光部、第三透光部
……
第n透光部,其中n为大于等于3的整数;且依次分布的所述第一透光部、第二透光部、第三透光部
……
第n透光部中,相邻两者中,前一者的透光率大于后一者的透光率;所述第一透光部位于所述脊波导结构的上方,且两个所述侧壁部分沿竖向在所述
掩模版上的投影均落在所述第一透光部内;所述第二透光部、第三透光部
……
第n透光部在所述衬底上的投影落在所述沟槽结构内;通过上述掩模版对所述光阻层进行曝光;步骤s3.对曝光后的光阻层进行显影处理,以使覆盖在所述顶部部分上表面的光阻层全部去除,并使位于所述沟槽结构中的光阻层形成由多个台阶构成的阶梯状形貌,且所述光阻层上位于所述阶梯状形貌与侧壁部分之间的表面低于所述顶部部分的上表面;步骤s4.对所述光阻层上的阶梯状形貌进行热处理,以使所述阶梯状形貌软化回流形成斜坡形貌,所述斜坡形貌横向上靠近所述脊波导结构的边沿位于所述顶部部分的上表面的边沿处;步骤s5.以步骤s4获得的斜坡形貌为掩模对所述电介质层进行刻蚀,将顶部部分去除,以形成电极接触窗口。
7.进一步的,在步骤s2中,所述第一透光部由贯穿所述掩模版的通孔形成。
8.进一步的,所述第二透光部、第三透光部
……
第n透光部分别由透光率不同的镜片形成。
9.进一步的,所述掩模版包括对称且间隔设置的两个遮光部分,所述遮光部分包括沿所述沟槽结构的深度方向自下而上依次设置的第一遮光单元、第二遮光单元
……
第m遮光单元,m为大于等于2的整数;横向间隔的两个第一遮光单元之间的间隙形成所述第一透光部;所述第二遮光单元位于所述第一遮光单元的上方,且所述第二遮光单元靠近所述第一透光部的边沿与所述第一透光部的中线之间的距离大于所述第一遮光单元靠近第一透光部的边沿与所述第一透光部的中线之间的距离;沿横向,所述遮光部分上自所述第一遮光单元靠近第一透光部的边沿至所述第二遮光单元靠近第一透光部的边沿之间的部分形成第二透光部;以此类推,所述第m遮光单元位于第(m-1)遮光单元的上方,且所述第m遮光单元靠近所述第一透光部的边沿与所述第一透光部的中线之间的距离大于所述第(m-1)遮光单元靠近第一透光部的边沿与所述第一透光部的中线之间的距离;沿横向,所述遮光部分上自第(m-1)遮光单元靠近第一透光部的边沿至所述第m遮光单元靠近第一透光部的边沿之间的部分形成所述第(n-1)透光部;所述第一遮光单元、第二遮光单元
……
第m遮光单元均重叠的部分形成所述第n透光部,n=m 1。
10.进一步的,所述第一遮光单元、第二遮光单元
……
第m遮光单元的横向长度依次减少,且第一遮光单元、第二遮光单元
……
第m遮光单元的横向上远离第一透光部的边沿在所述衬底上的投影相互重合。
11.进一步的,最靠近所述脊波导结构的台阶与所述侧壁部分之间存在间隙,且该间隙的宽度为0.3-0.7微米。
12.进一步的,沿横向,所述顶部部分的顶面的一侧边沿与其同侧的阶梯状形貌的最高点之间的连线的倾斜角在40
°‑
50
°
之间。
13.进一步的,在步骤s4中,对所述光阻层上的阶梯状形貌进行热处理包括以下步骤:
步骤s41.在第一温度范围下烘烤光阻层,以去除光阻层中溶剂,并冷却至室温;步骤s42.以第一加热速率将烘烤温度提升至第一温度,维持第一时间后冷却至室温;然后以第二加热速率将烘烤温度提升至第二温度,维持第二时间后冷却至室温,且第一加热速率大于第二加热速率。
14.进一步的,所述第一加热速率为3℃/s,所述第二加热速率为8℃/min。
15.第二方面,本发明实施例提供的一种半导体结构的制作方法,所述半导体结构的制作方法包括以下步骤:采用上述的电极接触窗口的制作方法制作电极接触窗口;在所述电极接触窗口的表面形成导电金属层。
16.本发明提供的电极接触窗口的制作方法,在光阻层的上方设置特制的掩模版,所述掩模版上具有透光区域,透光区域中间为第一透光部,由第一透光部向两侧,每一侧均由内向外依次连接的第二透光部、第三透光部
……
第n透光部形成,且依次分布的所述第一透光部、第二透光部、第三透光部
……
第n透光部中,相邻两者中,前一者的透光率大于后一者的透光率,所述第一透光部位于所述脊波导结构的上方,且两个所述侧壁部分沿竖向在所述掩模版上的投影均落在所述第一透光部内。曝光时,通过第一透光部、第二透光部、第三透光部
……
第n透光部的光量逐渐减少,对应的,第一透光部、第二透光部、第三透光部
……
第n透光部下方光阻层的对应部分的曝光程度逐渐降低,显影后,覆盖在顶部部分上表面的光阻层全部去除,即脊波导结构的上表面的电介质层完全裸露,第一透光部、第二透光部、第三透光部
……
第n透光部下方的光阻层对应的部分形成由多个台阶构成的阶梯状形貌,并且阶梯状形貌与侧壁部分之间具有间隙。然后,对光阻层上的阶梯状形貌进行热处理,阶梯状形貌的光阻层软化回流,填补阶梯状形貌和侧壁部分之间的间隙,脊波导结构两侧的阶梯状形貌大致回流呈斜坡形貌,阶梯状形貌逐渐融化流动呈斜坡形貌,倾斜的面可以使光刻胶更快地向脊波导结构流动。因光阻层与电介质层两者表面性质不一样,由于表面张力的作用,回流过程中,光刻胶不会到达顶部部分的上方,只会在底部回流填补阶梯状形貌和侧壁部分之间的间隙,并且在表面张力的作用下,斜坡形貌横向上靠近所述脊波导结构的边沿位于所述顶部部分的上表面的边沿处,从而能够对侧壁部分进行保护,保证电极开窗效果及半导体结构的性能良好。然后以斜坡形貌的光阻层为掩模对电介质层进行刻蚀,将顶部部分去除,以形成电极接触窗口。将透光区域分成第一透光部、第二透光部、第三透光部
……
第n透光部,通过设定第一透光部、第二透光部、第三透光部
……
第n透光部的透光率以及宽度,可以使阶梯状形貌可控,从而影响光刻胶的回流效果,使自回流过程更为可控。
17.本发明实施例提供的半导体结构的制作方法,所述半导体结构的制作方法包括以下步骤:采用上述的电极接触窗口的制作方法制作电极接触窗口;在所述电极接触窗口的表面形成导电金属层。因为本发明实施例提供的半导体结构的制作方法引用了上述的电极接触窗口的制作方法,所以,本发明实施例提供的半导体结构的制作方法也具备电极接触窗口的制作方法的优点。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体
实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,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他的附图。
19.图1为本公开实施例提供的电极接触窗口的制作方法中步骤s1提供的衬底的结构示意图;图2为本公开实施例提供的电极接触窗口的制作方法中步骤s1提供的衬底沉积有电介质层的结构示意图;图3为本公开实施例提供的电极接触窗口的制作方法中步骤s1中的电介质层的表面形成光阻层的结构示意图;图4为本公开实施例提供的电极接触窗口的制作方法中步骤s2中的一种掩模版的示意图;图5为本公开实施例提供的电极接触窗口的制作方法中步骤s2中的另一种掩模版的示意图;图6为本公开实施例提供的电极接触窗口的制作方法中又一种掩模版上遮光部分的示意图;图7为本公开实施例提供的电极接触窗口的制作方法根据步骤s3形成的产品结构示意图;图8为本公开实施例提供的电极接触窗口的制作方法根据步骤s4形成的产品结构示意图;图9为本公开实施例提供的电极接触窗口的制作方法根据步骤s5形成的产品结构示意图;图10为步骤 s5之后去除电介质层表面的全部光阻层之后的形态结构示意图;图11为本公开实施例提供的半导体结构的结构示意图。
20.图标:1-衬底;2-电介质层;21-顶部部分;22-侧壁部分;3-光阻层;4-脊波导结构;5-沟槽结构;6-阶梯状形貌;61-台阶;7-掩模版;8-第一透光部;9-第二透光部;10-第三透光部;11-第一遮光单元;12-第二遮光单元;13-电极接触窗口;14-导电金属层;15-第三遮光单元;16-斜坡形貌。
具体实施方式
21.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,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他实施例,都属于本发明保护的范围。
22.本发明实施例提供的电极接触窗口的制作方法包括以下步骤:步骤s1.提供一具有脊波导结构4的衬底1,所述脊波导结构4的两侧分别具有沟槽结构5,所述脊波导结构4和所述沟槽结构5的表面均沉积有电介质层2,在所述电介质层2的表面形成光阻层3。其中,所述电介质层2覆盖在所述脊波导结构4顶部的部分形成顶部部分21,所述电介质层2覆盖在所述脊波导结构4横向侧壁的部分形成侧壁部分22。
23.制备如图1所示的具有脊波导结构4的衬底1属于现有技术,制备过程不再赘述。所
述脊波导结构4的两侧分别具有沟槽结构5,从而使位于中间的脊波导结构4呈向上凸出的结构。如图2所示,然后在脊波导结构4和所述沟槽结构5的表面均沉积有电介质层2,其中,脊波导结构4的顶面和横向间隔的两个侧面上均沉积有电介质层2,分别形成顶部部分21和侧壁部分22。如图3所示,最后通过涂覆光刻胶的方式,在所述电介质层2的表面形成光阻层3,光阻层3位于沟槽结构5内的部分的高度值大于沟槽结构5的深度值。
24.如图4和图5所示,步骤s2.所述脊波导结构4与所述沟槽结构5沿横向排布设置;在所述光阻层3的上方设置掩模版7,所述掩模版7上具有透光区域,所述透光区域包括第一透光部8,所述第一透光部8的横向两侧均分别连接有由内向外依次连接的第二透光部9、第三透光部10
……
第n透光部,其中n为大于等于3的整数;且依次分布的所述第一透光部8、第二透光部9、第三透光部10
……
第n透光部中,相邻两者中,前一者的透光率大于后一者的透光率;所述第一透光部8位于所述脊波导结构4的上方,第一透光部8的横向宽度值比两个所述侧壁结构之间的距离值大,两个所述侧壁结构在竖向上的投影完全落在第一透光部8内部;所述第二透光部9、第三透光部10
……
第n透光部在所述衬底1上的投影落在所述沟槽结构5内;通过上述掩模版7对所述光阻层3进行曝光。
25.为了方便对方法进行清楚的说明,设所述脊波导结构4与所述沟槽结构5的排布方向为横向排布,则图1中从左向右沿横向依次为沟槽结构5、脊波导结构4和沟槽结构5。本技术中曝光显影所用的掩模版7具有特殊的掩模结构。
26.具体的,所述掩模版7上具有透光区域,透光区域位于脊波导结构4和沟槽结构5的上方。其中,透光区域包括第一透光部8、第二透光部9、第三透光部10
……
第n透光部,且第二透光部9、第三透光部10
……
第n透光部成对出现,两对第二透光部9、第三透光部10
……
第n透光部分别对称设置在第一透光部8的两侧。且第一透光部8左侧的边沿在所述衬底1上的投影位于靠左侧的侧壁部分22的左侧,第一透光部8右侧的边沿在所述衬底1上的投影位于靠右侧的侧壁部分22的右侧,依次分布的所述第一透光部8、第二透光部9、第三透光部10
……
第n透光部中,相邻两者中,前一者的透光率大于后一者的透光率。通过上述掩模版7对光阻层3进行曝光,曝光时采用的光源相同,通过第一透光部8、第二透光部9、第三透光部10
……
第n透光部的光量逐渐减少,对应的,第一透光部8、第二透光部9、第三透光部10
……
第n透光部下方光阻层3的对应部分的曝光程度逐渐降低。其中,本实施例中,n等于3,即透光区域仅包括第一透光部8、第二透光部9和第三透光部10。
27.步骤s3.对曝光后的光阻层3进行显影处理,以使覆盖在所述顶部部分21上表面的光阻层3全部去除,并使位于所述沟槽结构5中的光阻层3形成由多个台阶61构成的阶梯状形貌6,且所述光阻层3上位于所述阶梯状形貌6与侧壁部分22之间的表面低于所述顶部部分21的上表面。
28.如图7所示,显影后,覆盖在顶部部分21上表面的光阻层3全部去除,即脊波导结构4的上表面的电介质层2完全裸露。由于第一透光部8、第二透光部9、第三透光部10
……
第n透光部下方光阻层3的对应部分的曝光程度逐渐降低,第一透光部8、第二透光部9、第三透光部10
……
第n透光部下方的光阻层3对应的部分形成由多个台阶61构成的阶梯状形貌6。第一透光部8左侧的边沿在所述衬底1上的投影位于靠左侧的侧壁部分22的左侧,第一透光部8右侧的边沿在所述衬底1上的投影位于靠右侧的侧壁部分22的右侧,第一透光部8对应位置显影后造成的凹槽的深度最深,即,显影后,阶梯状形貌6与侧壁部分22之间具有间隙,
为后期回流做准备。
29.步骤s4.对所述光阻层3上的阶梯状形貌6进行热处理,以使所述阶梯状形貌6软化回流形成斜坡形貌16,所述斜坡形貌16横向上靠近所述脊波导结构4的边沿位于所述顶部部分21的上表面的边沿处。
30.如图8和图9所示,对光阻层3上的阶梯状形貌进行热处理,阶梯状形貌6的光阻层3软化回流,填补阶梯状形貌6和侧壁部分22之间的间隙,脊波导结构4两侧的阶梯状形貌6大致回流呈斜坡形貌16,其中,阶梯状形貌6在热处理的作用下,阶梯状形貌6逐渐融化并在重力的作用下,缓慢地向中间位置流动,并逐渐转变为斜坡形貌16,倾斜的面可以使光刻胶更快地向脊波导结构4流动。初始时,熔化的光刻胶首先填满最靠近所述脊波导结构4的台阶61与所述侧壁部分22之间存在间隙,随着加热时间的增加,斜坡形貌16的最低点逐渐上升,在某一时间点上,斜坡形貌16的最低点将与顶部部分21的上表面平齐,设为初始状态,因熔融态的光刻胶存在表面张力,随着光刻胶的继续向下流动,斜坡形貌16的最低点将略微超过顶部部分21的上表面,并到达临界状态,即光刻胶再向下流动后,斜坡形貌16的最低点处的光刻胶将漫过顶部部分21。
31.可以通过控制阶梯状形貌6的形状尺寸、阶梯状形貌6与侧壁部分22之间的间隙的宽度值、以及热处理的位置、热处理的处理时间等参数,将斜坡形貌16的最终状态停留在初始状态和临界状态之间的某一状态下(可以为初始状态或者临界状态),需要注意的是,在光刻领域,微米级别的操作是完全可以实现,可以通过多次反复的控制变量实验,得到合理的数据比例,例如,阶梯状形貌6形状尺寸固定、阶梯状形貌6与侧壁部分22之间的间隙的宽度值固定,热处理的位置固定,通过改变热处理的处理时间,从而使斜坡形貌16的最终状态停留在初始状态和临界状态之间的某一状态下,因此能够得到符合要求的时间范围值。
32.回流过程中,光刻胶不会到达顶部部分21的上方,只会在底部回流填补阶梯状形貌6和侧壁部分22之间的间隙,并且在表面张力的作用下,所述斜坡形貌16横向上靠近所述脊波导结构4的边沿位于所述顶部部分21的上表面的边沿处,从而能够对侧壁部分22进行保护,保证电极开窗效果及半导体结构的性能良好。将透光区域分成第一透光部8、第二透光部9、第三透光部10
……
第n透光部,通过设定第一透光部8、第二透光部9、第三透光部10
……
第n透光部的透光率以及宽度,可以使阶梯状形貌6可控,从而影响光刻胶的回流效果,使自回流过程更为可控。
33.步骤s5.以步骤s4获得的斜坡形貌16为掩模对所述电介质层2进行刻蚀,将顶部部分21去除,以形成电极接触窗口13。
34.如图10所示,以斜坡形貌16的光阻层3为掩模对电介质层2进行刻蚀,将覆盖在脊波导结构4的上表面的电介质层2去除,以形成电极接触窗口13。
35.在步骤s2中,所述第一透光部8由贯穿所述掩模版7的通孔形成。
36.所述第一透光部8由贯穿所述掩模版7的通孔形成,那么第一透光部8的透光率可以为100%,曝光时,光可以完全通过第一透光部8。第一透光部8也可以由透光率不为100%的镜片形成。
37.如图4所示,在一种可以实施的方案中,所述第二透光部9、第三透光部10
……
第n透光部分别由透光率不同的镜片形成。举例说明,假设遮光区域只包括第一透光部8、第二透光部9和第三透光部10,那么,遮光板上可以设置三块镜片,三块镜片的透光率不同。
38.上述镜片也可以由全透玻璃片粘贴减透膜形成,那么遮光板上可以只设置一块全透玻璃板,然后在中间位置不粘贴减透膜,光可以100%通过,从而形成第一透光部8。而在第一透光部8旁边粘贴一种减透膜,从而可以使该区域的透光率降低,例如降低到80%,从而形成第二透光部9,然后再在第二透光部9的外侧粘贴另一种减透膜,将该区域的透光率降低,例如降低到60%,从而在第二透光部9旁边形成第三透光部10。
39.如图5和图6所示,所述掩模版7可以包括对称且间隔设置的两个遮光部分,所述遮光部分包括沿所述沟槽结构5的深度方向自下而上依次设置的第一遮光单元11、第二遮光单元12
……
第m遮光单元,m为大于等于2的整数。第一遮光单元11、第二遮光单元12
……
第m遮光单元沿竖向层叠设置,以使遮光部分沿竖向具有多层结构。具体的,遮光部分可以包括第一遮光单元11、第二遮光单元12和第三遮光单元15。
40.第一遮光单元11位于最底层,横向间隔的两个第一遮光单元11之间的间隙形成所述第一透光部8,第一透光部8的透光率为100%。
41.所述第二遮光单元12位于所述第一遮光单元11的上方,且所述第二遮光单元12靠近所述第一透光部8的边沿与所述第一透光部8的中线之间的距离大于所述第一遮光单元11靠近第一透光部8的边沿与所述第一透光部8的中线之间的距离;沿横向,所述遮光部分上自所述第一遮光单元11靠近第一透光部8的边沿至所述第二遮光单元12靠近第一透光部8的边沿之间的部分形成第二透光部9,也就是说,第二遮挡单元比第一遮光单元11短,且在第一遮光单元11上,靠近第一透光部8的一侧,没有被第二遮光单元12叠放的部分形成第二透光部9,第一遮光单元11的透光率小于100%,第二透光部9的透光率小于第一透光部8的透光率。
42.所述第三遮光单元15位于所述第二遮光单元12的上方,且所述第三遮光单元15靠近所述第一透光部8的边沿与所述第一透光部8的中线之间的距离大于所述第二遮光单元12靠近第一透光部8的边沿与所述第一透光部8的中线之间的距离;沿横向,所述遮光部分上自第二遮光单元12靠近第一透光部8的边沿至所述第三遮光单元15靠近第一透光部8的边沿之间的部分形成第三透光部10。也就是说,第三遮光单元15比第二遮光单元12还要短,在第二遮光单元12上,靠近第一透光部8的一侧,没有被第三遮光单元15叠放的部分形成第三透光部10,其中,第三透光部10由一部分第一遮光单元11和一部分第二遮光单元12叠加形成,因此第三透光部10的透光率要小于第二透光部9的透光率。
43.以此类推,所述第m遮光单元位于所述第(m-1)遮光单元的上方,且所述第m遮光单元靠近所述第一透光部8的边沿与所述第一透光部8的中线之间的距离大于所述第(m-1)遮光单元靠近第一透光部8的边沿与所述第一透光部8的中线之间的距离;沿横向,所述遮光部分上自第(m-1)遮光单元靠近第一透光部8的边沿至所述第m遮光单元靠近第一透光部8的边沿之间的部分形成所述第(n-1)透光部,也就是说,第m遮光单元比第(m-1)遮光单元还要短,在第(m-1)遮光单元上,靠近第一透光部8的一侧,没有被第m遮光单元叠放的部分形成第(n-1)透光部,其中,第(n-1)透光部由一部分第一遮光单元11、一部分第二遮光单元12
……
一部分第(m-1)遮光单元叠加形成。
44.遮光部分中远离第一透光部8的一侧,一部分第一遮光单元11、一部分第二遮光单元12
……
一部分第m遮光单元叠加形成所述第n透光部。
45.叠加的层数越多,透光率越低,第n透光部的透光率最低,从而可以根据实际需求
改变遮光部分的层数与结构尺寸,从而控制光阻层3上显影后的阶梯状形貌6的阶数和倾斜角度,从而使自回流更为可控。
46.在一种实施方式中,第一遮光单元11、第二遮光单元12
……
第m遮光单元可以叠放放置,相邻两个遮光单元在横线上的位置可调,从而可以改变第一透光区域的宽度、第二透光区域的宽度
……
或者第n透光区域的宽度,可以改变光阻层3上显影后的阶梯状形貌6的阶数,从而使自回流更为可控。
47.本实施例中,所述第一遮光单元11、第二遮光单元12
……
第m遮光单元的横向长度依次减少,且第一遮光单元11、第二遮光单元12
……
第m遮光单元的横向上远离第一透光部8的边沿在所述衬底1上的投影相互重合,从而使遮光部分呈阶梯状,通过增加或者减少阶梯结构的阶数,可以改变光阻层3上显影后的阶梯状形貌6的阶数,从而使自回流更为可控。
48.最靠近所述脊波导结构4的台阶61与所述侧壁部分22之间存在间隙,且该间隙的宽度为0.3-0.7微米,阶梯状形貌6融化后可以流入到该间隙内,通过控制间隙的大小可以避免融化的光刻胶没过顶部部分。沿横向,所述顶部部分21的顶面的一侧边沿与其同侧的阶梯状形貌6的最高点之间的连线的倾斜角在40
°‑
50
°
之间,该角度会影响最终光刻胶熔化后的流动速度,坡度过大的话,光刻胶流动过快,不方便控制最终斜坡形貌16的最低点的位置;坡度过小的话,光刻胶流动较慢,效率降低。
49.如图5所示,在一种实施例中,透光区域可以仅包括第一透光部8、第二透光部9和第三透光部10,那么显影后在光阻层3上将会形成三阶的阶梯状形貌6,其中,设第一阶台阶61与侧壁部分22之间的间隙的距离为d4,第一阶台阶61的高度为d3,第二阶台阶61的高度为d2,第三阶台阶61的高度为d1,所述顶部部分21的顶面的一侧边沿与其同侧的阶梯状形貌6的最高点之间的连线的倾斜角的正切值tana,tana=(d1 d2 (d3高于脊波导结构4的高度))/(高度d2对应的宽度 高度d3对应的宽度 d4),(d1 d2 (d3高于顶部部分21顶面的高度)=衬底1表面上光刻胶厚度(非沟槽结构5内)。本实施例中,d1的取值范围可以为0.3-0.7微米、d2的取值范围可以为0.3-0.7微米、d3的取值范围可以为0.9-1.2微米,沿横向,所述顶部部分21的顶面的一侧边沿与其同侧的阶梯状形貌6的最高点之间的连线的倾斜角的取值范围可以为40-50
°
,d3高于顶部部分21顶面的高度的取值范围可以为0.4-0.7微米, d4的取值范围可以为0.3-0.7微米,高度d2对应的宽度的取值范围可以为0.3-0.7微米,高度d3对应的宽度的取值范围可以为0.3-0.7微米。40-50
°
的倾斜角度可以加快自回流速度,并使自回流过程更为可控。
50.在步骤s4中,对所述光阻层3上的阶梯状形貌进行热处理包括以下步骤:步骤s41.前序烘胶处理,在第一温度范围下烘烤光阻层3,其中,第一温度范围可以为92-98℃,烘干的时间可以为30-40秒。去除阶梯状形貌中多余溶剂,提高光刻胶黏附力,并冷却至室温。
51.步骤s42.回流烘烤,以第一加热速率将烘烤温度提升至第一温度,维持第一时间后冷却至室温;然后以第二加热速率将烘烤温度提升至第二温度,维持第二时间后冷却至室温,且第一加热速率大于第二加热速率。具体的,回流烘烤温度,第一阶段加热到142℃,加热速率3℃/s,维持大致1 min 后冷却至室温;第二阶段,加热到146℃,加热速率8℃/min,维持大致30s左右冷却至室温,迁移后的光刻胶的胶形变得平滑,对沟槽结构5和脊波导结构4的侧壁实现充分的保护,因为阶梯状形貌自身具有由上向下的倾斜状态,因此熔化
后的光刻胶更容易向下流动,且无需将阶梯状形貌整体完全熔化,只需将各个台阶熔化即可,因此加热温度相对较低,加热时间相对较少。回流烘烤过程中,加热速率是变化的,前期加热速率大,升温较快,光刻胶可以快速达到较高温度,快速熔化后有利于快速回流填充,回流达到一定程度后冷却定型;而第二阶段再次烘烤,这个阶段时,加热速率小,缓慢达到最高温度,并且在最高温度处维持的时间较短,防止过快加热,光刻胶回流过快超过脊波导结构4的顶部。
52.如图11所示,本发明实施例提供的半导体结构的制作方法,所述半导体结构的制作方法包括以下步骤:采用上述的电极接触窗口的制作方法制作电极接触窗口13;去除所述电介质层2的表面的光阻层3,并在所述电极接触窗口13的表面形成导电金属层14。因为本发明实施例提供的半导体结构的制作方法引用了上述的电极接触窗口的制作方法,所以,本发明实施例提供的半导体结构的制作方法也具备电极接触窗口的制作方法的优点。
53.最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
再多了解一些

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