改善台阶侧壁的薄膜刻蚀不完全的结构及方法技术

本发明专利技术提供了一种改善台阶侧壁的薄膜刻蚀不完全的结构及方法，该结构包括：在台阶侧壁依次设置的且高度递减的至少一个支撑层，使得支撑层形成的结构的顶部形成递减缓变坡度，从而使得后续沉积的薄膜在台阶侧壁处也呈缓变递减的坡度，台阶侧壁的薄膜的厚度与台阶表面的薄膜的厚度较为一致，那么在后续刻蚀台阶侧壁的薄膜时，可以有效避免现有的由于侧壁薄膜较厚而且横向刻蚀速率较低，导致台阶侧壁的薄膜刻蚀不完全的问题。

Structure and method for improving incomplete etching of film on stepped side wall

The present invention provides a structure and method for improving film etching step sidewall is not complete, the structure includes at least one support layer in the step sidewall are sequentially arranged and highly reduced, so that the top of the support layer structure formed by the formation of decreasing slow slope, which makes the following deposition in the step side the wall is also slowly decreasing slope, side wall thickness of the film step and step surface film thickness is the same, so the film in the subsequent etching step side wall, can effectively avoid the existing side wall due to the thick film and the transverse etching rate is low, resulting in film etching the side wall the problem of incomplete.

【技术实现步骤摘要】
改善台阶侧壁的薄膜刻蚀不完全的结构及方法
本专利技术涉及集成电路制造
，具体涉及一种改善台阶侧壁的薄膜刻蚀不完全的结构及方法。
技术介绍
常规MEMS、红外传感器工艺等中会出现高台阶结构，一旦形成高台阶，后续薄膜沉积在台阶表面和侧壁，会在侧壁上形成较厚的竖直向上的薄膜，而在图形化该薄膜时，由于侧壁的薄膜较厚，而常规半导体工艺的横向刻蚀速率较低，导致台阶侧壁的薄膜刻蚀不完全；尤其是金属薄膜，会沿着台阶周边侧壁而保留，引起短路的问题和风险。
技术实现思路
为了克服以上问题，本专利技术旨在提供一种改善台阶侧壁的薄膜刻蚀不完全的结构和方法。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种改善台阶侧壁的薄膜刻蚀不完全的结构，其包括：在台阶侧壁依次设置的且高度递减的至少一个支撑层，使得支撑层形成的结构的顶部形成递减缓变坡度。优选地，所述支撑层的顶部和外侧面形成连续的圆弧状。优选地，支撑层的高度呈等差递减；最高的支撑层的高度与最低的支撑层的高度的比为(2～4):1。优选地，相邻的支撑层中，靠近台阶侧壁的一个支撑层的材料和与之相邻的远离台阶侧壁的一个支撑层的材料的刻蚀选择比小于1。优选地，台阶的材料为Si、SiGe或VOx，支撑层具有三个，从台阶侧壁向外依次为第一支撑层、第二支撑层和第三支撑层；所述第一支撑层的材料为SiN，所述第二支撑层的材料为SiON，所述第三支撑层的材料为SiO2。为了达到上述目的，本专利技术还提供了一种上述所述的改善台阶侧壁的薄膜刻蚀不完全的结构的制备方法，其包括：步骤01：提供一衬底；衬底表面具有台阶；步骤02：在衬底表面沉积至少一层薄膜，并在每次沉积一层薄膜之后，对该层薄膜进行刻蚀，去除位于台阶顶部的该层薄膜，并且保留位于台阶侧壁的该层薄膜，从而形成至少一个支撑层，而且，每次对薄膜的刻蚀速率递增，从而使得支撑层形成的结构的顶部形成递减缓变坡度。优选地，所述步骤02中，除了第一次刻蚀之外，以后的每一次对薄膜的刻蚀都具有一个过刻蚀过程，使得每一次刻蚀之后的台阶侧壁的支撑层顶部递减。优选地，每一次过刻蚀时刻蚀掉的台阶侧壁的薄膜的高度相同。优选地，所述步骤02中对薄膜的刻蚀采用等离子体各向异性干法刻蚀工艺。优选地，所述步骤01中，还包括：在台阶表面和侧壁形成一层刻蚀阻挡层，该刻蚀阻挡层与支撑层的刻蚀比小于1；步骤02中，在最后一个支撑层形成之后还包括：去除台阶表面的刻蚀阻挡层。本专利技术通过在台阶侧壁设置具有缓变递减坡度的结构，使得后续沉积的薄膜在台阶侧壁处也呈缓变递减的坡度，台阶侧壁的薄膜的厚度与台阶表面的薄膜的厚度较为一致，那么在后续刻蚀台阶侧壁的薄膜时，可以有效避免现有的由于侧壁薄膜较厚而且横向刻蚀速率较低，导致台阶侧壁的薄膜刻蚀不完全的问题。特别当台阶为敏感材料层时，台阶上后续要覆盖的薄膜为金属薄膜时，由于有了本专利技术的台阶侧壁的呈缓变递减坡度的结构，可以避免台阶侧壁的金属薄膜刻蚀不完全的问题，从而避免短路或断路现象的发生。附图说明图1为本专利技术的一个较佳实施例的台阶侧壁的侧墙结构的示意图图2为本专利技术的一个较佳实施例的台阶侧壁的侧墙结构的制备方法的流程示意图图3～10为本专利技术的一个较佳实施例的台阶侧壁的侧墙结构的制备方法的各制备步骤示意图具体实施方式为使本专利技术的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本专利技术的内容作进一步说明。当然本专利技术并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本专利技术的保护范围内。以下结合附图1～10和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式、使用非精准的比例，且仅用以方便、清晰地达到辅助说明本实施例的目的。本实施例中，以台阶侧壁形成有三个支撑层为例进行说明，但这不用于限制本专利技术的范围，本专利技术的台阶侧壁的支撑层可以为一个或以上。请参阅图1，本实施例中，以图像传感器中的台阶101为例，该台阶由形成于衬底100上的敏感材料层构成，台阶101的材料可以为Si、SiGe或VOx，这些台阶101材料对常规的介质材料具有很高的刻蚀比，台阶的材料与支撑层的材料的刻蚀选择比小于1，也即是对台阶的材料的刻蚀速率远小于对支撑层的材料的刻蚀速率。本实施例的一种台阶侧壁的侧墙结构，包括：依次位于台阶101侧壁且顶部高度递减的第一支撑层Z1、第二支撑层Z2和第三支撑层Z3。本实施例中，第一支撑层Z1的顶部和外侧面为连续的圆弧状，第二支撑层Z2的顶部和外侧面为连续的圆弧状，第三支撑层Z3的顶部和外侧面为连续的圆弧状，还可以第一支撑层Z1的材料和第二支撑层Z2的材料的刻蚀比小于1，第二支撑层Z1的材料和第三支撑层Z3的材料的刻蚀比小于1，使得制备时更容易得到高度递减的侧墙结构；较佳的，第一支撑层Z1的材料为SiN或SiC，第二支撑层Z2的材料为SiON，第三支撑层Z3的材料为SiO2，这里，第三支撑层Z3的SiO2可以为标准化学计量的SiO2或者掺杂了磷和/或硼的SiO2，则按照刻蚀速率从大到小排列为：掺杂了磷和/或硼的SiO2＞SiO2＞SiON＞SiN或SiC；并且，较佳的，第一支撑层Z1的高度、第二支撑层Z2的高度和第三支撑层Z3的高度的比为(2～4):(1.5～2):1，这样，使得台阶侧壁形成的侧墙结构的顶部到侧壁具有缓变递减的坡度，如果后续在衬底100上再沉积一层薄膜，并对薄膜进行刻蚀，由于缓变递减坡度的存在，首先沉积的薄膜在台阶侧壁处也呈缓变递减的坡度，使得台阶101侧壁的薄膜的厚度与台阶101表面的薄膜的厚度较为一致，那么在后续刻蚀台阶101侧壁的薄膜时，可以有效避免现有的由于侧壁薄膜较厚而且横向刻蚀速率较低，导致台阶101侧壁的薄膜刻蚀不完全的问题。例如，当台阶101为敏感材料层时，台阶101上后续要覆盖的薄膜为金属薄膜，由于有了本实施例的台阶101侧壁的呈缓变递减坡度的结构，可以避免台阶101侧壁的金属薄膜刻蚀不完全的问题，从而避免短路或断路现象的发生。接下来，请参阅图2～10，本实施例上述具有三个支撑层的结构的制备方法，包括：步骤01：请参阅图3，提供一衬底100；衬底100表面具有台阶101；具体的，为了保护台阶101在后续刻蚀过程中不受到损伤，可以在台阶101表面和侧壁采用化学气相沉积方法来沉积一层较薄的刻蚀阻挡层102，刻蚀阻挡层102可以为碳薄膜或氮化硼薄膜，该刻蚀阻挡层102与后续的第一层薄膜103、第二层薄膜104、第三层薄膜105的刻蚀比相差很大，该刻蚀阻挡层102与后续的第一层薄膜103、第二层薄膜104、第三层薄膜105的刻蚀比至少小于1，也即是该刻蚀阻挡层102的刻蚀速率远小于对后续的第一层薄膜103、第二层薄膜104、第三层薄膜105的刻蚀速率，从而在后续刻蚀第一层薄膜103、第二层薄膜104和第三层薄膜105的时候不会刻蚀掉刻蚀阻挡层102，起到保护台阶101的目的。再者，采用化学气相沉积方法沉积的刻蚀阻挡层102较薄，在后续被去除时，很容易被刻蚀掉，不会造成台阶101的损伤，较佳的，可以采用O2等离子体来刻蚀去除掉台阶101表面的刻蚀阻挡层102。这里的台阶101是由敏感材料层构成的。当不设置刻蚀阻挡层102时，敏感材料层与第一层薄膜103、第二层薄膜104和第三层薄膜105的刻蚀选择比要足够高，才能保证敏感材料层不被刻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改善台阶侧壁的薄膜刻蚀不完全的结构，其特征在于，包括：在台阶侧壁依次设置的且高度递减的至少一个支撑层，使得支撑层形成的结构的顶部形成递减缓变坡度。

【技术特征摘要】
1.一种改善台阶侧壁的薄膜刻蚀不完全的结构，其特征在于，包括：在台阶侧壁依次设置的且高度递减的至少一个支撑层，使得支撑层形成的结构的顶部形成递减缓变坡度。2.根据权利要求1所述结构，其特征在于，所述支撑层的顶部和外侧面形成连续的圆弧状。3.根据权利要求1所述结构，其特征在于，支撑层的高度呈等差递减；最高的支撑层的高度与最低的支撑层的高度的比为(2～4):1。4.根据权利要求1所述结构，其特征在于，相邻的支撑层中，靠近台阶侧壁的一个支撑层的材料和与之相邻的远离台阶侧壁的一个支撑层的材料的刻蚀选择比小于1。5.根据权利要求4所述结构，其特征在于，台阶的材料为Si、SiGe或VOx，支撑层具有三个，从台阶侧壁向外依次为第一支撑层、第二支撑层和第三支撑层；所述第一支撑层的材料为SiN，所述第二支撑层的材料为SiON，所述第三支撑层的材料为SiO2。6.一种权利要求1～5任意一项所述的改善台阶侧壁的薄膜刻蚀不完全的结构的制备方法，其特征在于，包括：步骤01：提...

【专利技术属性】
技术研发人员：康晓旭，李铭，周炜捷，
申请(专利权)人：上海集成电路研发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31