System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 半导体结构的研磨方法及硅光器件的制备方法技术_技高网

半导体结构的研磨方法及硅光器件的制备方法技术

技术编号:40551350 阅读:14 留言:0更新日期:2024-03-05 19:10
本发明专利技术提供一种半导体结构的研磨方法及硅光器件的制备方法,通过对第一类硅台面上的二氧化硅岛进行刻蚀,以去除第一类硅台面上的部分二氧化硅岛,第二类硅台面上的二氧化硅岛及二氧化硅填充层由抗刻蚀层覆盖而不被刻蚀,从而提高宽度较大的二氧化硅岛的研磨去除速度,使其与宽度较小的二氧化硅岛的研磨去除速度相近,不会发生窄硅岛上的二氧化硅岛被过早研磨去除导致窄硅岛被过分研磨而造成损伤的问题,采用化学机械研磨方法进行二氧化硅层的研磨,形成硅衬底和二氧化硅层共面的结构。本发明专利技术可以采用通用研磨液及填充方法,解决窄硅岛在化学机械研磨中顶部硅损伤的问题,可以广泛应用于硅光子技术。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体制造领域,特别是涉及一种半导体结构的研磨方法及硅光器件的制备方法


技术介绍

1、集成电路的发展趋势是浅结、浅台阶、高集成度,通常前道工艺中用到的化学机械研磨都是带有终止层的研磨工艺。

2、硅光电子技术的厚硅工艺波导尺寸超过了3微米,容易出现高台阶硅两侧大范围是刻蚀形成的低台阶结构,并且硅岛的宽度从亚微米到几百微米不等。在做化学机械研磨时窄硅岛容易出现损伤,导致影响最终的器件性能。传统的方法是调节研磨硅与研磨二氧化硅高选择比研磨液,减低对硅岛的损伤。然而,现有的研磨液的在长时间的研磨过程中,仍然难以避免对窄硅岛造成损伤。

3、应该注意,上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明,并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的
技术介绍
部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。


技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点,本专利技术的目的在于提供一种半导体结构的研磨方法及硅光器件的制备方法,用于解决现有技术中在化学机械研磨时窄硅岛容易出现损伤的问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的,本专利技术提供一种半导体结构的研磨方法,所述研磨方法包括:1)提供一半导体结构,所述半导体结构包括硅衬底,所述硅衬底中形成有沟槽,所述沟槽之间为硅台面,于所述半导体结构上沉积二氧化硅层,以在所述沟槽中形成填满所述沟槽的二氧化硅填充层以及在所述硅台面上形成二氧化硅岛,所述硅台面包括第一类硅台面和第二类硅台面,所述第一类硅台面的宽度大于一预设宽度,所述第二类硅台面的宽度小于或等于所述预设宽度;2)形成图形化的抗刻蚀层,对所述第一类硅台面上的所述二氧化硅岛进行刻蚀,以去除所述第一类硅台面上的所述二氧化硅岛的一部分,所述第二类硅台面上的所述二氧化硅岛及所述二氧化硅填充层由所述抗刻蚀层覆盖而不被刻蚀;3)采用化学机械研磨方法进行二氧化硅层的研磨,形成硅衬底和二氧化硅层共面的结构。

3、可选地,所述第一类硅台面的宽度大于5微米,所述第二类硅台面的宽度小于或等于5微米。

4、可选地,对所述第一类硅台面上的所述二氧化硅岛进行刻蚀时,去除所述第一类硅台面上所述二氧化硅岛的中部的二氧化硅材料,保留周侧的二氧化硅材料以形成二氧化硅侧墙。

5、可选地,所述二氧化硅侧墙的宽度小于或等于5微米。

6、可选地,去除所述第一类硅台面上所述二氧化硅岛的中部的二氧化硅材料后,所述二氧化硅岛的中部保留有第一厚度的二氧化硅薄层,所述二氧化硅薄层的第一厚度小于所述二氧化硅填充层超出所述硅衬底顶面的第二厚度。

7、可选地,所述第二厚度与所述第一厚度的差值介于0.05微米~0.5微米之间。

8、可选地,步骤3)包括:3-1)通过化学机械研磨方法对所述第二类硅台面上的所述二氧化硅岛和所述二氧化硅侧墙进行研磨,使得所述第二类硅台面上保留的所述二氧化硅岛的顶面与所述二氧化硅填充层的顶面持平;3-2)通过化学机械研磨方法去除所述硅衬底顶面之上的二氧化硅材料;3-3)通过化学机械研磨方法将所述硅衬底及二氧化硅填充层研磨至预定厚度,形成硅衬底和二氧化硅层共面的结构。

9、可选地,步骤3-2)及步骤3-3)的化学机械研磨方法所采用的研磨液对二氧化硅材料与硅材料具有高选择比。

10、可选地,步骤3-2)及步骤3-3)的化学机械研磨方法的研磨液对二氧化硅材料与硅材料的选择比大于或等于100:1。

11、本专利技术还提供一种硅光器件的制备方法,所述制备方法包括如上任意一项方案所述的半导体结构的研磨方法。

12、如上所述,本专利技术的半导体结构的研磨方法及硅光器件的制备方法,具有以下有益效果:

13、本专利技术通过对所述第一类硅台面上的所述二氧化硅岛进行刻蚀,以去除所述第一类硅台面上的部分所述二氧化硅岛,所述第二类硅台面上的所述二氧化硅岛及所述二氧化硅填充层由抗刻蚀层覆盖而不被刻蚀,从而提高宽度较大的二氧化硅岛的研磨去除速度,使其与宽度较小的二氧化硅岛的研磨去除速度相近,不会发生窄硅岛上的二氧化硅岛被过早研磨去除导致窄硅岛被过分研磨而造成损伤的问题,采用化学机械研磨方法进行二氧化硅层的研磨,形成硅衬底和二氧化硅层共面的结构。本专利技术可以采用通用研磨液及填充方法,解决窄硅岛在化学机械研磨中顶部硅损伤的问题,可以广泛应用于硅光子技术。

14、本专利技术可以扩展应用于硅岛宽度差异较大的场合,得到各种需要的微结构。

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【技术保护点】

1.一种半导体结构的研磨方法,其特征在于,所述研磨方法包括:

2.根据权利要求1所述的半导体结构的研磨方法,其特征在于:所述第一类硅台面的宽度大于5微米,所述第二类硅台面的宽度小于或等于5微米。

3.根据权利要求1所述的半导体结构的研磨方法,其特征在于:对所述第一类硅台面上的所述二氧化硅岛进行刻蚀时,去除所述第一类硅台面上所述二氧化硅岛的中部的二氧化硅材料,保留周侧的二氧化硅材料以形成二氧化硅侧墙。

4.根据权利要求3所述的半导体结构的研磨方法,其特征在于:所述二氧化硅侧墙的宽度小于或等于5微米。

5.根据权利要求3所述的半导体结构的研磨方法,其特征在于:去除所述第一类硅台面上所述二氧化硅岛的中部的二氧化硅材料后,所述二氧化硅岛的中部保留有第一厚度的二氧化硅薄层,所述二氧化硅薄层的第一厚度小于所述二氧化硅填充层超出所述硅衬底顶面的第二厚度。

6.根据权利要求5所述的半导体结构的研磨方法,其特征在于:所述第二厚度与所述第一厚度的差值介于0.05微米~0.5微米之间。

7.根据权利要求3所述的半导体结构的研磨方法,其特征在于:步骤3)包括:

8.根据权利要求7所述的半导体结构的研磨方法,其特征在于:步骤3-2)及步骤3-3)的化学机械研磨方法所采用的研磨液对二氧化硅材料与硅材料具有高选择比。

9.根据权利要求8所述的半导体结构的研磨方法,其特征在于:步骤3-2)及步骤3-3)的化学机械研磨方法的研磨液对二氧化硅材料与硅材料的选择比大于或等于100:1。

10.一种硅光器件的制备方法,其特征在于:所述制备方法包括如权利要求1~9任意一项所述的半导体结构的研磨方法。

...

【技术特征摘要】

1.一种半导体结构的研磨方法,其特征在于,所述研磨方法包括:

2.根据权利要求1所述的半导体结构的研磨方法,其特征在于:所述第一类硅台面的宽度大于5微米,所述第二类硅台面的宽度小于或等于5微米。

3.根据权利要求1所述的半导体结构的研磨方法,其特征在于:对所述第一类硅台面上的所述二氧化硅岛进行刻蚀时,去除所述第一类硅台面上所述二氧化硅岛的中部的二氧化硅材料,保留周侧的二氧化硅材料以形成二氧化硅侧墙。

4.根据权利要求3所述的半导体结构的研磨方法,其特征在于:所述二氧化硅侧墙的宽度小于或等于5微米。

5.根据权利要求3所述的半导体结构的研磨方法,其特征在于:去除所述第一类硅台面上所述二氧化硅岛的中部的二氧化硅材料后,所述二氧化硅岛的中部保留有第一厚度的二氧化硅薄层,所述二氧化硅薄层的第一厚...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈东石
申请(专利权)人:上海新微技术研发中心有限公司
类型:发明
国别省市:

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