半导体工艺方法技术

本发明专利技术提供一种半导体工艺方法，包括以下步骤：第一掩膜层形成步骤，在半导体外延片的顶面上沉积第一掩膜层，半导体外延片的顶层为半导体外延片的有源层；第二掩膜层形成步骤，在第一掩膜层的表面制作图案化的光刻胶层；刻蚀步骤，刻蚀第一掩膜层和有源层；其中，第一掩膜层的耐热温度高于刻蚀步骤的预设工艺温度。本发明专利技术提供的半导体工艺方法，能够减小半导体外延片的有缘层干法刻蚀后侧壁的粗糙度，从而能够减少发光二极管芯片漏电。能够减少发光二极管芯片漏电。能够减少发光二极管芯片漏电。

【技术实现步骤摘要】
半导体工艺方法


[0001]本专利技术涉及半导体设备
，具体地，涉及一种半导体工艺方法。

技术介绍

[0002]发光二极管(Light
‑
Emitting Diode，缩写为LED)是一种常用的发光器件，在现代社会具有广泛的用途。与砷化镓(GaAs)衬底晶格匹配的铝镓铟磷((Al
x
Ga1‑
x
)
0.5
In
0.5
P)材料，当x<0.53时为直接带隙材料，且具有很宽的直接带隙，可以覆盖波长范围为560nm
‑
650nm的可见光，是制备红黄光(波长范围为560nm
‑
940nm)发光二极管芯片的优良材料。
[0003]干法蚀刻是制备红黄光发光二极管芯片过程中的关键一步，需要对蓝宝石衬底外延片的有源层(例如铝镓铟磷层)进行干法刻蚀，为了获得倾斜角度为50
°‑
65
°
的侧壁形貌，通常选用正胶(也称正性光刻胶，Positive photoresist)进行光刻。
[0004]但是，正胶的耐热性较差，而电感耦合等离子体(InductivelyCoupled Plasma，缩写为ICP)干法刻蚀产生的热量超出正胶的耐受范围，导致在干法刻蚀中，正胶的表面会产生褶皱甚至皱缩，正胶无法对半导体器件的有源层起到良好的保护作用，导致侧壁会顺延正胶的表面产生褶皱甚至皱缩，使得干法刻蚀后的侧壁较为粗糙，造成绝缘层制备异常，导致发光二极管芯片漏电。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种半导体工艺方法，其能够减小半导体外延片的有缘层侧壁的粗糙度，从而能够减少发光二极管芯片漏电。
[0006]为实现本专利技术的目的而提供一种半导体工艺方法，包括以下步骤：
[0007]第一掩膜层形成步骤，在半导体外延片的顶面上沉积第一掩膜层，所述半导体外延片的顶层为半导体外延片的有源层；
[0008]第二掩膜层形成步骤，在所述第一掩膜层的表面制作图案化的光刻胶层；
[0009]刻蚀步骤，刻蚀所述第一掩膜层和所述有源层；
[0010]其中，所述第一掩膜层的耐热温度高于所述刻蚀步骤的预设工艺温度。
[0011]可选的，所述刻蚀步骤包括：
[0012]第一刻蚀步骤，通入第一刻蚀气体，并电离所述第一刻蚀气体刻蚀所述第一掩膜层；
[0013]第二刻蚀步骤，通入第二刻蚀气体，并电离所述第二刻蚀气体刻蚀所述有源层。
[0014]可选的，所述第二刻蚀气体包括Cl2，或者HBr，或者Cl2和H2的混合气体，或者Cl2和HBr的混合气体。
[0015]可选的，所述第二刻蚀气体还包括BCl3。
[0016]可选的，所述第二刻蚀气体为Cl2、HBr和BCl3的混合气体，所述Cl2的流量为3sccm
‑
15sccm，所述HBr的流量为20sccm
‑
120sccm，所述BCl3的流量为5sccm
‑
20sccm。
[0017]可选的，所述第一刻蚀气体与所述第二刻蚀气体相同。
[0018]可选的，所述第一刻蚀步骤与所述第二刻蚀步骤的腔压相同且为2mTorr
‑
10mTorr，所述第一刻蚀步骤与所述第二刻蚀步骤的上射频功率相同且为500W
‑
1000W，所述第一刻蚀步骤与所述第二刻蚀步骤的下射频功率相同且为300W
‑
500W。
[0019]可选的，所述第一掩膜层的厚度为200nm
‑
400nm。
[0020]可选的，所述第一掩膜层的材质为氧化硅或者氮化硅。
[0021]可选的，在所述刻蚀步骤之后，所述半导体工艺方法还包括：
[0022]去除所述第一掩膜层，并在刻蚀后的所述有源层上沉积绝缘层。
[0023]可选的，所述半导体外延片包括蓝宝石衬底和依次形成在所述蓝宝石衬底上的磷化镓层和铝镓铟磷层，所述铝镓铟磷层为所述有源层。
[0024]本专利技术具有以下有益效果：
[0025]本专利技术提供的半导体工艺方法，在刻蚀有源层之前，会先在有源层上沉积第一掩膜层，并在第一掩膜层的表面制作图案化的光刻胶层，之后通过刻蚀步骤，刻蚀第一掩膜层和有源层，实现有源层的刻蚀，由于第一掩膜层的耐热温度(即，第一掩膜层的强度开始显著降低前的温度)高于刻蚀步骤的预设工艺温度(即，预设的刻蚀第一掩膜层和有源层时的工艺温度)，因此，在刻蚀步骤中，即，实现有源层的刻蚀的过程中，第一掩膜层不会因刻蚀步骤的高温而产生褶皱，并且，由于第一掩膜层位于光刻胶层和有源层之间，因此，在刻蚀步骤中，即，实现有源层的刻蚀的过程中，第一掩膜层可以保护有源层，降低光刻胶层的褶皱甚至皱缩对有源层的影响，减小刻蚀后的有源层的侧壁因顺延光刻胶层而产生褶皱的程度，从而能够减小有源层刻蚀后侧壁的粗糙度，使有源层刻蚀后的侧壁更加平滑，继而能够提高后续制备在有源层上的绝缘层的包覆性，减少绝缘层制备的异常，进而能够减少发光二极管芯片漏电。
附图说明
[0026]图1为本专利技术实施例提供的半导体工艺方法的一种流程图；
[0027]图2为采用本专利技术实施例提供的半导体工艺方法在有源层上制备第一掩膜层后半导体外延片的结构示意图；
[0028]图3为采用本专利技术实施例提供的半导体工艺方法在第一掩膜层的表面制作图案化的光刻胶层后半导体外延片的结构示意图；
[0029]图4为采用本专利技术实施例提供的半导体工艺方法刻蚀第一掩膜层后半导体外延片的结构示意图；
[0030]图5为采用本专利技术实施例提供的半导体工艺方法刻蚀有源层后半导体外延片的结构示意图；
[0031]图6为采用本专利技术实施例提供的半导体工艺方法在有源层上制备电极和绝缘层后半导体外延片的结构示意图；
[0032]图7为采用本专利技术实施例提供的半导体工艺方法对第一掩膜层和有源层进行刻蚀后光刻胶层和有源层的侧壁的图像；
[0033]图8为本专利技术实施例提供的半导体工艺方法的刻蚀步骤的一种流程图；
[0034]图9为本专利技术实施例提供的半导体工艺方法的另一种流程图；
[0035]附图标记说明：
[0036]1‑
蓝宝石衬底；21
‑
磷化镓层；22
‑
有源层；3
‑
第一掩膜层；4
‑
光刻胶层；5
‑
电极；6
‑
绝缘层；7
‑
键合层。
具体实施方式
[0037]为使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图来对本专利技术提供的半导体工艺方法进行详细描述。
[0038]如图1和图2
‑
图5所示，本专利技术实施例提供一种半导体工艺方法，包括以下步骤：
[0039]S1，第一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：第一掩膜层形成步骤，在半导体外延片的顶面上沉积第一掩膜层，所述半导体外延片的顶层为半导体外延片的有源层；第二掩膜层形成步骤，在所述第一掩膜层的表面制作图案化的光刻胶层；刻蚀步骤，刻蚀所述第一掩膜层和所述有源层；其中，所述第一掩膜层的耐热温度高于所述刻蚀步骤的预设工艺温度。2.根据权利要求1所述的半导体工艺方法，其特征在于，所述刻蚀步骤包括：第一刻蚀步骤，通入第一刻蚀气体，并电离所述第一刻蚀气体刻蚀所述第一掩膜层；第二刻蚀步骤，通入第二刻蚀气体，并电离所述第二刻蚀气体刻蚀所述有源层。3.根据权利要求2所述的半导体工艺方法，其特征在于，所述第二刻蚀气体包括Cl2，或者HBr，或者Cl2和H2的混合气体，或者Cl2和HBr的混合气体。4.根据权利要求3所述的半导体工艺方法，其特征在于，所述第二刻蚀气体还包括BCl3。5.根据权利要求3所述的半导体工艺方法，其特征在于，所述第二刻蚀气体为Cl2、HBr和BCl3的混合气体，所述Cl2的流量为3sccm
‑
15sccm，所述HBr的流量为20sccm
‑
120sccm，所述BCl3的流量为5scc...

【专利技术属性】
技术研发人员：李玮乐，
申请(专利权)人：北京北方华创微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：