用于多水平蚀刻的方法、半导体感测装置及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种用于多水平蚀刻的方法、半导体感测装置及其制造方法。所述方法包含：提供衬底；在所述衬底的控制区域上方形成第一参考特征；在所述第一参考特征上方形成可蚀刻层并且在所述衬底上方形成目标区域；图案化在所述可蚀刻层上方的掩蔽层，所述掩蔽层具有投影在所述控制区域上方的第一开口以及投影在所述目标区域上方的第二开口；以及穿过所述第一开口和所述第二开口移除所述可蚀刻层的一部分直至到达所述第一参考特征。还公开了通过多水平蚀刻制造的半导体感测装置。

【技术实现步骤摘要】
用于多水平蚀刻的方法、半导体感测装置及其制造方法相关申请的交叉参考本申请主张2019年1月18日递交的标题为“用于多水平蚀刻的方法、半导体感测装置以及用于制造半导体感测装置的方法(Methodformulti-leveletch,semiconductorsensingdevice,andmethodformanufacturingsemiconductorsensingdevice)”的美国序列号62/794,130的先前递交的美国临时申请的权益，所述申请的全部公开内容以全文引用的方式并入本文中。
本专利技术涉及用于多水平蚀刻半导体感测装置的方法，以及用于通过应用多水平蚀刻来制造半导体感测装置的方法。确切地说，涉及采用参考特征的多水平蚀刻。
技术介绍
在半导体结构制造的过程期间通常使用干式蚀刻和湿式蚀刻操作。移除可蚀刻材料以暴露对蚀刻化学作用选择性的另一种材料。干式蚀刻操作的特性包含提供可控制尺寸的材料移除，然而，由于高能量原子/分子轰击，暴露的材料的表面可能在宏观或甚至微观水平被损坏。当待暴露的材料拥有微型尺寸和/或经配置为关键载子沟道时，结构性缺陷可能使其电气性能劣化。另一方面，湿式蚀刻操作提供更温和的方式来移除可蚀刻材料并且暴露对蚀刻化学作用选择性的另一种材料，然而，由于湿式蚀刻操作的各向同性本质，待移除的材料的尺寸与采用干式蚀刻操作相比不太可控制。换句话说，在湿式蚀刻操作中的过程变化预期为大于干式蚀刻操作的过程变化。类似地，当待暴露的材料拥有微型尺寸和/或经配置为关键载子沟道时，此类过程变化可能造成装置性能变化。因此当蚀刻操作涉及微型尺寸结构和/或关键载子沟道结构的暴露时需要组合干式蚀刻和湿式蚀刻操作的优点的多水平蚀刻的方法。
技术实现思路
在一些实施例中，本专利技术提供了一种用于多水平蚀刻的方法。所述方法包含：提供衬底；在衬底的控制区域上方形成第一参考特征；在第一参考特征上方形成可蚀刻层并且在衬底上方形成目标区域；图案化在可蚀刻层上方的掩蔽层，掩蔽层具有投影在控制区域上方的第一开口以及投影在目标区域上方的第二开口；以及穿过第一开口和第二开口移除可蚀刻层的一部分直至到达第一参考特征。在一些实施例中，本专利技术提供了一种用于制造半导体感测装置的方法。所述方法包含：提供衬底；在衬底的控制区域上方形成参考特征；在衬底的目标区域上方形成感测特征；在衬底的控制区域和目标区域上方形成可蚀刻层；图案化在可蚀刻层上方的掩蔽层。掩蔽层具有投影在参考特征上方的第一开口以及投影在感测特征上方的第二开口；以及穿过第一开口和第二开口移除可蚀刻层的一部分直至到达参考特征。在一些实施例中，本专利技术提供了一种半导体感测装置。所述装置包含具有感测区域的衬底。感测区域包含具有在衬底的顶部表面上的锚定部分的作用特征、与衬底的顶部表面间隔开垂直距离并且连接到锚定部分的升高部分，以及在衬底的顶部表面上并且连接到锚定部分的纳米线部分。垂直距离大于或等于纳米线部分的厚度。附图说明当结合附图阅读时，从以下详细描述容易理解本专利技术的方面。应注意，各种特征可能并不按比例绘制。实际上，为了论述的清楚起见，可任意增大或减小各个特征的尺寸。图1A是根据本专利技术的一些实施例在多水平蚀刻的中间阶段期间的结构的截面图。图1AA是根据本专利技术的一些实施例在多水平蚀刻的中间阶段期间的结构的截面图。图1AA'是根据本专利技术的一些实施例在多水平蚀刻的中间阶段期间的结构的截面图。图1B是根据本专利技术的一些实施例在多水平蚀刻的中间阶段期间的结构的截面图。图1C是根据本专利技术的一些实施例在多水平蚀刻的中间阶段期间的结构的截面图。图2A、图2B、图2C、图2D和图2E是根据本专利技术的一些实施例在多水平蚀刻的各种中间阶段期间在图1A中的结构的截面图。图2E'是根据本专利技术的一些实施例在图2E之后的可选操作的截面图。图3是根据本专利技术的一些实施例在多水平蚀刻的中间阶段期间的结构的截面图。图4是根据本专利技术的一些实施例在多水平蚀刻的中间阶段期间的结构的截面图。图5是根据本专利技术的一些实施例在多水平蚀刻的中间阶段期间的结构的截面图。图6A、图6B、图6C、图6D、图6E和图6F是根据本专利技术的一些实施例在多水平蚀刻的各种中间阶段期间的结构的截面图。图6FA、图6FB、图6FC、图6FD和图6FE是在图6F中的操作之后在一个实施例中的操作。图6FA'、图6FB′、图6FC′和图6FD′是在图6F中的操作之后在一个实施例中的操作。图7A是根据本专利技术的一些实施例的若干掩蔽层的布局的俯视图。图7B和图7C根据本专利技术的一些实施例相应地对应于沿着图7A的线AA和线BB剖析的半导体感测装置。图7A′是根据本专利技术的一些实施例的半导体感测装置的俯视图。图7B′和图7C′根据本专利技术的一些实施例相应地对应于沿着图7A′的线AA′和线BB′剖析的半导体感测装置。图8A是根据本专利技术的一些实施例的若干掩蔽层的布局的俯视图。图8B和图8C根据本专利技术的一些实施例相应地对应于沿着图8A的线CC和线DD剖析的半导体感测装置。图8A′是根据本专利技术的一些实施例的半导体感测装置的俯视图。图8B′和图8C′根据本专利技术的一些实施例相应地对应于沿着图8A′的线CC′和线DD′剖析的半导体感测装置。图9A是根据本专利技术的一些实施例的半导体感测装置的俯视图。图9B、图9C和图9D是根据本专利技术的一些实施例相应地对应于图9A的线EE、线FF和线GG的半导体感测装置的截面图。图10是与图9D相关联的半导体感测装置的截面图。图11A、图11B和图11C是根据本专利技术的一些实施例在依序制造阶段期间半导体感测装置的透视图。图12A、图12B、图12C、图12D、图12E、图12F、图12G、图12H、图12I、图12J是根据本专利技术的一些实施例在各种中间制造阶段期间半导体感测装置的截面图。图12E′和图12E”是根据本专利技术的一些实施例在图12E的中间阶段期间半导体感测装置的俯视图。图13是根据本专利技术的一些实施例用于制造半导体感测装置的若干掩蔽层的布局的俯视图。图14是根据本专利技术的一些实施例在利用图13的掩蔽层的中间制造阶段期间半导体感测装置的俯视图和若干截面图。图15是根据本专利技术的一些实施例在利用图13的掩蔽层的中间制造阶段期间半导体感测装置的俯视图和若干截面图。图16是根据本专利技术的一些实施例在利用图13的掩蔽层的中间制造阶段期间半导体感测装置的俯视图和若干截面图。图17是根据本专利技术的一些实施例在利用图13的掩蔽层的中间制造阶段期间半导体感测装置的俯视图和若干截面图。图18是根据本专利技术的一些实施例用于制造半导体感测装置的若干掩蔽层的布局的俯视图。图19是根据本专利技术的一些实施例在利用图18的掩蔽层的中间制造阶段期间半导体感测装置的俯视图和若干截面图。图20是根据本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于多水平蚀刻的方法，其包括：/n提供衬底；/n在所述衬底的控制区域上方形成第一参考特征；/n在所述第一参考特征上方形成可蚀刻层并且在所述衬底上方形成目标区域；/n图案化在所述可蚀刻层上方的掩蔽层，所述掩蔽层具有投影在所述控制区域上方的第一开口以及投影在所述目标区域上方的第二开口；以及/n穿过所述第一开口以及所述第二开口移除所述可蚀刻层的一部分直至到达所述第一参考特征。/n

【技术特征摘要】
20190118 US 62/794,1301.一种用于多水平蚀刻的方法，其包括：
提供衬底；
在所述衬底的控制区域上方形成第一参考特征；
在所述第一参考特征上方形成可蚀刻层并且在所述衬底上方形成目标区域；
图案化在所述可蚀刻层上方的掩蔽层，所述掩蔽层具有投影在所述控制区域上方的第一开口以及投影在所述目标区域上方的第二开口；以及
穿过所述第一开口以及所述第二开口移除所述可蚀刻层的一部分直至到达所述第一参考特征。


2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括在所述衬底的所述目标区域上方形成目标特征，其中在所述移除所述可蚀刻层的所述部分期间在所述目标特征之前到达所述第一参考特征。


3.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括在所述衬底的所述目标区域上方形成所述第一参考特征。


4.根据权利要求1所述的方法，其中通过穿过所述第一开口移除所述可蚀刻层的所述部分获取的所述可蚀刻层中的参考水平不同于通过穿过所述第二开口移除所述可蚀刻层的所述部分获取的所述可蚀刻层中的控制水平。


5.根据权利要求4所述的方法，在穿过所述第一开口以及所述第二开口移除所述可蚀刻层的所述部分直至到达所述第一参考特征之后，从所述参考水平形成第一隔室并且从所述控制水平形成第二隔室。


6.根据权利要求5所述的方法，其进一步包括：
在形成所述第二隔室之前通过重新限定所述掩蔽层改变所述第二开口的所述宽度。


7.根据权利要求1所述的方法，其中形成所述第一参考特征包括：
在所述衬底的所述控制区域上方形成核心部分；以及
形成覆盖所述核心部分的盖部分。


8.根据权利要求7所述的方法，其进一步包括：
形成覆盖所述衬底的所述目标区域的所述盖部分。


9.一种用于制造半导体感测装置的方法，其包括：
提供衬底；
在所述衬底的控制区域上方形成参考特征；
在所述衬底的目标区域上方形成感测特征；
在所述衬底的所述控制区域以及所述目标区域上方形成可蚀刻层；
图案化在所述可蚀刻层上方的掩蔽层，所述掩蔽层具有投影在所述参考特征上方的第一开口以及投影在所述感测特征上方的第二开口；以及

【专利技术属性】
技术研发人员：李政哲，陈林谦，
申请(专利权)人：瀚源生医股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71