一种电极窗口、具有电极窗口的半导体器件的制作方法技术

本发明专利技术公开了一种电极窗口的制作方法，包括以下步骤：在半导体本体的第一表面上制作向外突出的凸起部；在半导体本体形成凸起部的一侧依次制备绝缘层和平坦化层，绝缘层覆盖凸起部的外侧表面且具有与平坦化层不同的第一颜色；平坦化层覆盖绝缘层，以及竖向区域与第一表面的外部空间，且在靠近凸起部顶部区域的一侧形成连续平面；执行刻蚀处理，刻蚀工艺包括对平坦化层的连续平面进行刻蚀处理至具有第一颜色的绝缘层露出的第一刻蚀工艺；以及对露出的绝缘层进行刻蚀处理，形成露出凸起部顶部区域的开口的第二刻蚀工艺。上述制作方法能够通过自动对准刻蚀制作电极窗口，降低了电极窗口的制作难度，适于在窄线宽的脊型波导器件上开设电极窗口。

【技术实现步骤摘要】
一种电极窗口、具有电极窗口的半导体器件的制作方法
本专利技术涉及半导体
，具体涉及一种电极窗口、具有电极窗口的半导体器件的制作方法。
技术介绍
以半导体激光器、半导体光放大器等为代表的半导体光学器件，采用半导体材料形成有源区，有源区受激发生电磁辐射，以激射出激光，实现其光学性能。由于半导体光学器件具有功耗小、使用寿命长、电光转换效率高、覆盖波段范围广等方面的优势，可以广泛使用于纤通信、激光存储、激光显示、激光打标、机械加工、生物医学和军事等领域。在半导体光学器件的设计与制作中，为更好的实现对有源区内载流子及光波的限制，常在半导体外延片上刻蚀出脊型波导，以脊型波导的顶部作为电流注入位置。为了实现激光的单模输出以及波长的稳定输出，脊型波导的线宽需要做到足够窄，通常为2-3μm。现有技术中在通过刻蚀得到脊型波导后，通常需要在脊型波导的顶部及两侧沉积一层介电质作为绝缘层，绝缘层的外侧涂覆光刻胶，然后利用掩膜板对光刻胶进行曝光和显影处理，使位于脊型波导顶部的绝缘层上的光刻胶被去除，以露出位于脊型波导顶部的绝缘层，通过刻蚀露出的绝缘层，在脊型波导的顶部开设出电极窗口，电极通过电极窗口与脊型波导实现欧姆接触。上述的制备过程需要以掩膜板对位于脊型波导顶部的光刻胶进行曝光和显影处理，对光刻具有较高的精度要求；此外，在去除脊型波导顶部光刻胶时，为防止覆盖于两侧绝缘层上的光刻胶脱落导致两侧的绝缘层在刻蚀过程中受损，通常需要利用掩膜板在脊型波导顶部形成小于脊宽的窗口，使具有窄线宽的脊型波导开设电极窗口的难度显著增加。<br>
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中在脊型波导顶部开设电极窗口存在对光刻精度要求高、制备难度高的缺陷。为此，本专利技术提供如下技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种电极窗口的制作方法，包括以下步骤：S1，在半导体本体的第一表面上制作向外突出的凸起部，所述凸起部的外侧表面具有与所述第一表面相对的顶部区域及连接于所述顶部区域两端的竖向区域；S2，在所述半导体本体形成所述凸起部的一侧依次制备绝缘层和平坦化层，所述绝缘层覆盖所述凸起部的外侧表面且具有与所述平坦化层不同的第一颜色；所述平坦化层覆盖所述绝缘层，以及所述竖向区域与所述第一表面的外部空间，且在靠近所述凸起部顶部区域的一侧形成连续平面；S3，执行刻蚀处理，所述刻蚀处理包括对所述平坦化层的连续平面进行刻蚀处理至具有第一颜色的绝缘层露出的第一刻蚀工艺；以及对露出的绝缘层进行刻蚀处理，形成露出所述凸起部顶部区域的开口的第二刻蚀工艺，所述开口即为电极窗口。可选地，上述的制作方法，所述执行第一刻蚀工艺的步骤包括：S31，使用含有所述平坦化层的反应气体对所述平坦化层进行反应性离子刻蚀；S32，所述平坦化层的连续平面被去除至具有第一颜色的绝缘层露出，对应形成所述第二刻蚀工艺的刻蚀区域，所述刻蚀区域的外围包覆有平坦化层，对应形成所述第二刻蚀工艺的保留区域。进一步可选地，上述的制作方法，所述执行第二刻蚀工艺的步骤包括：S33，在所述半导体本体形成所述凸起部的一侧进行干法刻蚀，使位于所述刻蚀区域的绝缘层被去除，形成使所述凸起部的顶部区域露出的开口，得到半导体器件的电极窗口。进一步可选地，上述的制作方法，所述执行第二刻蚀工艺的步骤还包括：S34，剥离位于所述保留区域的平坦化层。可选地，上述的制作方法，所述在半导体本体上制作向外突出的凸起部的步骤包括：S11，提供一具有第一表面的半导体本体；S12，在第一表面上沉积刻蚀阻挡层，对刻蚀阻挡层进行图案化处理，得到图案化的刻蚀阻挡层，所述图案化的刻蚀阻挡层对应半导体本体的凸起区域，所述图案化的刻蚀阻挡层的外围对应半导体本体的凹陷区域；S13，对半导本体进行刻蚀处理，使所述半导体本体的刻蚀区域在沿与所述第一表面垂直的方向上被部分去除，所述凸起区域突出于所述半导体本体形成位于第一表面的凸起部。进一步可选地，上述的制作方法，所述具有第一表面的半导体本体的制作步骤包括：在衬底上依次外延生长第一限制层、有源层、第二限制层和电极接触层，得到所述半导体本体。可选地，上述的制作方法，所述制备绝缘层的步骤包括：S21，在所述半导体本体形成所述凸起部的一侧沉积介电质材料，得到由介电质材料形成的绝缘层；所述绝缘层覆盖于所述凸起部的外侧表面，和所述半导体本体的第一表面。进一步可选地，上述的制作方法，所述沉积介电质材料的步骤包括：在所述半导体本体形成所述凸起部的一侧交替沉积第一介电质材料和第二介电质材料，得到由至少一个第一介电质层和至少一个第二介电质层交替层叠形成的绝缘层。可选地，上述的制作方法，所述制备平坦化层的步骤包括：在所述绝缘层上涂覆树脂材料，所述树脂材料包覆所述凸起部及所述竖向区域与所述第一表面的外部空间，且在靠近所述凸起部顶部区域的一侧形成连续平面，得到所述平坦化层。第二方面，本专利技术提供了一种具有电极窗口的半导体器件的制作方法，包括以下步骤：以上述的方法开设电极窗口；在所述半导体本体形成所述凸起部的一侧制作金属电极，金属电极包括形成于所述电极窗口上的第一金属电极，由所述第一电极表面向所述竖向区域的外侧延伸至所述第一表面上方的金属连接部，以及位于所述第一表面上方的第二金属电极。本专利技术技术方案，具有如下优点：1.本专利技术提供的电极窗口的制作方法，在半导体本体的第一表面上制作完向外突出的凸起部后，在半导体本体形成凸起部的一侧依次制备绝缘层和平坦化层，绝缘层覆盖凸起部的顶部区域且与具有与平坦化层不同的第一颜色；平坦化层覆盖绝缘层，以及竖向区域与第一表面的外部空间，且在靠近凸起部顶部区域的一侧形成连续平面；在平坦化层上形成连续平面能够使覆盖有绝缘层的凸起部，及凸起部竖向区域和第一表面的外部空间被包覆于平坦化层内。通过执行第一刻蚀工艺去除平坦化层的连续平面，使平坦化层在沿与连续平面垂直的方向上厚度不断减小，逐渐向绝缘层的外侧表面靠近。由于绝缘层具有与平坦化层不同的第一颜色，通过观测第一颜色，能够对第一刻蚀工艺的刻蚀位置进行鉴定。当绝缘层的第一颜色露出后，说明刻蚀至绝缘层位置，覆盖于露出的绝缘层外侧的平坦化层被去除。此时，继续执行第二刻蚀工艺，第一颜色露出的绝缘层在刻蚀过程中被去除，而覆盖于竖向区域与第一表面外部空间的平坦化层作为保护层，能够避免覆盖于凸起部竖向区域上的绝缘层及半导体本体的第一表面在刻蚀过程中受到损伤。通过第二刻蚀工艺使第一颜色露出的绝缘层被去除，形成使凸起部的顶部区域露出的开口，得到电极窗口。在电极窗口的制作过程中，平坦化层在执行第一刻蚀工艺时是被整面去除，不需要使用掩膜版进行精确对准，对刻蚀精度的要求低。利用绝缘层与平坦化层的不同颜色，在刻蚀处理的过程中鉴别连续表面的颜色即能实现对刻蚀进度的控制，在鉴别到绝缘层的第一颜色后，即将第一刻蚀工艺转换为第二刻蚀工艺，在第二刻蚀工艺处理的过程中，平坦化层由被刻蚀对象转本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电极窗口的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1，在半导体本体的第一表面上制作向外突出的凸起部，所述凸起部的外侧表面具有与所述第一表面相对的顶部区域及连接于所述顶部区域两端的竖向区域；/nS2，在所述半导体本体形成所述凸起部的一侧依次制备绝缘层和平坦化层，所述绝缘层覆盖所述凸起部的外侧表面且具有与所述平坦化层不同的第一颜色；所述平坦化层覆盖所述绝缘层，以及所述竖向区域与所述第一表面的外部空间，且在靠近所述凸起部顶部区域的一侧形成连续平面；/nS3，执行刻蚀处理，所述刻蚀处理包括对所述平坦化层的连续平面进行刻蚀处理至具有第一颜色的绝缘层露出的第一刻蚀工艺；以及对露出的绝缘层进行刻蚀处理，形成露出所述凸起部顶部区域的开口的第二刻蚀工艺，所述开口即为电极窗口。/n

【技术特征摘要】
1.一种电极窗口的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，在半导体本体的第一表面上制作向外突出的凸起部，所述凸起部的外侧表面具有与所述第一表面相对的顶部区域及连接于所述顶部区域两端的竖向区域；
S2，在所述半导体本体形成所述凸起部的一侧依次制备绝缘层和平坦化层，所述绝缘层覆盖所述凸起部的外侧表面且具有与所述平坦化层不同的第一颜色；所述平坦化层覆盖所述绝缘层，以及所述竖向区域与所述第一表面的外部空间，且在靠近所述凸起部顶部区域的一侧形成连续平面；
S3，执行刻蚀处理，所述刻蚀处理包括对所述平坦化层的连续平面进行刻蚀处理至具有第一颜色的绝缘层露出的第一刻蚀工艺；以及对露出的绝缘层进行刻蚀处理，形成露出所述凸起部顶部区域的开口的第二刻蚀工艺，所述开口即为电极窗口。


2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述执行第一刻蚀工艺的步骤包括：
S31，使用含有所述平坦化层的反应气体对所述平坦化层进行反应性离子刻蚀；
S32，所述平坦化层的连续平面被去除至具有第一颜色的绝缘层露出，对应形成所述第二刻蚀工艺的刻蚀区域，所述刻蚀区域的外围包覆有平坦化层，对应形成所述第二刻蚀工艺的保留区域。


3.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，所述执行第二刻蚀工艺的步骤包括：
S33，在所述半导体本体形成所述凸起部的一侧进行干法刻蚀，使位于所述刻蚀区域的绝缘层被去除，形成使所述凸起部的顶部区域露出的开口，得到半导体器件的电极窗口。


4.根据权利要求3所述的制作方法，其特征在于，所述执行第二刻蚀工艺的步骤还包括：
S34，剥离位于所述保留区域的平坦化层。


5.根据权利要求1－4任一项所述的制作方法，其特征在于，所述在半导体本体上制作向外突出的凸起部的步骤包括：
S11，提供一具有第一表面的半导体本体；
S12，在第一表面上沉积刻蚀阻挡层，对刻...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：苏州辰睿光电有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32