半导体器件及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种半导体器件，其包括：具有光器件区域和电器件区域的半导体衬底；刻蚀该光器件区域形成的光导层；形成于该光导层下方的半导体衬底中的第一氧化层；覆盖该光导层表面的第三氧化层。本发明专利技术还提供了制造半导体器件的方法：提供半导体衬底，该半导体衬底包括光器件区域和电器件区域，刻蚀光器件区域形成光导层；然后在光导层的表面形成第二氧化层，再利用湿法刻蚀的方式去除第二氧化层；形成覆盖光导层表面的第三氧化层；最后在半导体衬底中注入氧离子，以在光导层下方的半导体衬底中形成第一氧化层。根据该半导体器件及其制造方法，避免半导体器件发生光泄漏现象，并可使在同一块半导体器件上集成光器件基板和电器件基板更为便利。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及集成电路制造领域，尤其涉及一种。
技术介绍
目前，半导体器件以其集成度高、功耗低、体积小而广泛用于液晶显示装置、手机、 个人数字助理等多种现代电子设备中。通常，半导体器件是经以下制造工艺得到首先，形 成具有多个集成电路的半导体器件；然后，对半导体器件的每一集成电路进行测试；最后， 将每一集成电路从半导体器件上切裂而制成半导体器件。目前，存在许多不同的半导体器 件制作方法。具体请参考图Ia le，其为现有的半导体器件制造方法的各步骤相应结构的剖 面示意图。参照图la，首先，提供半导体衬底101，所述半导体衬底101具有光器件区域A和 电器件区域B，接着，利用离子注入工艺在半导体衬底101内注入氧离子，从而在半导体衬 底101的光器件区域A和电器件区域B内部均形成了第一氧化层102。本领域技术人员可 通过实验获知所述离子注入工艺的注入能量和注入剂量，在此不再赘述。参照图lb，刻蚀第一氧化层102上方的光器件区域A，以形成光导层101a，所述光 导层IOla的边缘呈阶梯状，所述光导层IOla用于制作光器件。参照图lc，利用热氧化或化学气相沉积的方式，在所述光导层IOla的表面形成第 二氧化层103。参照图ld，利用湿法刻蚀的方式去除第二氧化层103，用于使光导层IOla表面的 粗糙度降低。参照图le，形成第三氧化层104，所述第三氧化层104覆盖所述光导层IOla和第 一氧化层102的表面。然而，在实际生产中发现，现有的半导体器件制作方法存在以下问题首先，在利用湿法刻蚀的方式去除第二氧化层103时，由于很难准确的控制湿法 刻蚀的刻蚀终点，使得第二氧化层103下方的第一氧化层102被刻蚀，导致出现底切缺陷 (undercut defect) 105，在形成第三氧化层104时，第三氧化层104很难填充到该底切缺陷 内，使得最终形成的半导体器件发生光泄漏现象。另外，利用离子注入工艺在半导体衬底101内注入氧离子时，所述氧离子注入到 半导体衬底101的光器件区域A和电器件区域B内，也就是说，所述半导体衬底101的光器 件区域A和电器件区域B内均形成了第一氧化层102。在光器件区域A内的第一氧化层102 将光导层IOla与外部绝缘，防止由光导层IOla后期制作的光器件产生光泄漏。而电器件 区域B在后期制作电器件时需要首先将第一氧化层102去除，增加了不必要的工序步骤，加 重了制造成本。因此，利用上述方法不能有效便利地在同一块半导体器件上集成光器件和 电器件，限制了半导体的发展广度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种，以解决现有技术制作光 器件时出现光泄漏的现象，以及不能有效地在同一块半导体器件上集成光器件和电器件的 问题。为解决上述问题，本专利技术提供了一种半导体器件，所述半导体器件包括具有光器 件区域和电器件区域的半导体衬底；刻蚀该光器件区域形成的光导层；形成于该光导层下 方的半导体衬底中的第一氧化层；覆盖该光导层表面的第三氧化层。优选地，该半导体衬底的材料是硅。。优选地，该光导层的材料是硅。优选地，该第一氧化层的材料是二氧化硅，该第一氧化层的厚度范围是1微米至2 微米。优选地，该第三氧化层的材料是二氧化硅。优选地，该光导层的边缘呈阶梯结构。本专利技术还提供了一种半导体器件的制造方法，包括提供半导体衬底，该半导体衬 底包括光器件区域和电器件区域，刻蚀光器件区域形成光导层；然后在光导层的表面形成 第二氧化层，再利用湿法刻蚀的方式去除该第二氧化层；形成覆盖该光导层表面的第三氧 化层；最后在该半导体衬底中注入氧离子，以在该光导层下方的半导体衬底中形成第一氧化层。优选地，利用干法刻蚀的方式刻蚀该光器件区域形成光导层。优选地，利用化学气相沉积的方式形成覆盖所述光导层表面的第三氧化层。根据该半导体器件，光导层被第一氧化层和第三氧化层包裹，第一氧化层和第三 氧化层对光导层起绝缘的作用，并且第一氧化层上没有出现底切缺陷，避免半导体器件发 生光泄漏现象。根据该半导体器件的制造方法，其中，在该光导层下方的半导体衬底中形成第一 氧化层，将这一步骤放在最后，避免了利用湿法刻蚀去除第二氧化层时，在第一氧化层上出 现底切缺陷的可能，另外，在电器件区域的半导体衬底内未包含第一氧化层，使电器件区域 的半导体衬底在后期制作电器件时无需进行去除氧化层的工序，节约了制造成本，使制造 流程更为简便。实现了光电集成元件一体化，并且有利于后期的切割工艺。附图说明参照附图阅读了本专利技术的具体实施方式以后，将会更清楚地了解本专利技术的各个方 面。其中，图Ia Ie为现有的半导体器件制造方法的各步骤相应结构的剖面示意图；图2为本专利技术实施例中半导体器件的剖面示意图；图3a !Be为本专利技术实施例中半导体器件制造方法的各步骤相应结构的剖面示意 图。具体实施例方式下面参照附图，对本专利技术的具体实施方式作进一步的详细描述。在整个描述中，相同的附图标记表示相同的部件。请参照图2，其为本专利技术实施例中半导体器件的剖面示意图。如图2所示，半导体 器件200包括具有光器件区域A和电器件区域B的半导体衬底201 ；刻蚀该光器件区域A 形成的光导层201a ；形成于光导层201a下方的半导体衬底201中的第一氧化层202 ；覆盖 该光导层201a表面的第三氧化层204。在本实施例中，半导体衬底201的材料是硅，光导层201a的材料是硅，第三氧化层 204的材料是二氧化硅。第一氧化层202的材料是二氧化硅，该第一氧化层202的厚度范围 是1微米至2微米。光导层201a被第一氧化层202和第三氧化层204包裹，第一氧化层202和第三氧 化层204对光导层201a起绝缘的作用，避免半导体器件200发生光泄漏现象。另外，光器 件区域A和电器件区域B对于后期分别制作光器件和电器件提供了基本的结构，特别地，电 器件区域B的半导体衬底201内不包含氧化层，无需在制作电器件之前先去除氧化层，节约 了制造成本。并且在同一块半导体衬底上实现了光电集成元件一体化。在本实施例中，第一氧化层202的厚度范围是1微米至2微米。优选的，第一氧化 层202的厚度是1. 5微米。在本实施例中，光导层201a的边缘呈阶梯结构，本领域的普通工作人员应该理 解，刻蚀出的光导层201a的形状不仅仅局限在其边缘为阶梯结构，还可以是矩形等形状。与本实施例的半导体器件200对应的制造方法，避免了出现底切缺陷而导致半导 体器件发生光泄漏的可能。另外，对应光器件区域A和电器件区域B，后期分别制成光器件 和电器件，制造流程更为简便，实现了光电集成元件一体化，并且有利于后期的切割工艺。具体请参考图3a 3e，其为实施例中半导体器件制造方法的各步骤相应结构的 剖面示意图。参照图3a，首先提供半导体衬底201，该半导体衬底201包括光器件区域A和电器 件区域B，接着，刻蚀光器件区域A形成光导层201a，光导层201a的边缘呈阶梯状。参照图北，在光导层201a的表面热氧化形成第二氧化层203。参照图3c，利用湿法刻蚀的方法去除第二氧化层203。在本实施例中，通过湿法刻 蚀去除第二氧化层203，能够降低光导层201a表面的粗糙度。参照图3d，形成覆盖光导层201a表面的第三氧化层204，第三氧化层204起绝缘 作用，使光被限制在光导层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件，其特征在于，包括：具有光器件区域和电器件区域的半导体衬底；刻蚀所述光器件区域形成的光导层；形成于所述光导层下方的半导体衬底中的第一氧化层；覆盖所述光导层表面的第三氧化层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘巍，
申请(专利权)人：上海宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：31