提高半导体沟渠蚀刻均匀性的方法技术

本发明专利技术公开了一种提高半导体沟渠蚀刻均匀性的方法，旨在提供一种提高半导体沟渠蚀刻的均匀度的可控制性，从而提高成品率的方法。其技术方案的要点是：采用如下步骤进行，第一步，在半导体材料表面均匀涂上一层合适厚度的光刻胶；第二步，在需要蚀刻的区域对光刻胶曝光、显影，将需要形成沟渠区域的光刻胶移除，不需要形成沟渠的区域保留光刻胶；第三步，用离子注入的方法，对需要蚀刻的区域注入相同半导体材料的离子，破坏该区域的半导体材料的晶体特性，使单晶体的半导体被破坏为非晶体结构；第四步，用干法蚀刻的方法将需要形成沟渠的区域的半导体材料移除，形成需要的沟渠；第五步，将光刻胶去除，得到在需要区域蚀刻出所需沟渠的半导体材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体蚀刻
，尤其是涉及一种。
技术介绍
目前，对半导体沟渠的蚀刻工艺流程如下，如图1所示首先，在半导体材料表面均匀涂上一层合适厚度的光刻胶，如图1(a)；接着，用光刻机及相应的掩膜版在需要蚀刻的区域对光刻胶曝光，显影，将需要形成沟渠区域的光刻胶移除，不需要形成沟渠的区域保留光刻胶，如图1(b)；然后，用干法蚀刻的方法将需要形成沟渠的区域的半导体材料移除，形成需要的沟渠，其他地方因为有光刻胶保护，不受蚀刻影响，如图1(c)；最后，将光刻胶去除，得到最终的在需要区域蚀刻出所需沟渠的半导体材料，如图1(d)。由于半导体材料一般为长程有序的单晶体结构，在蚀刻较深的沟渠时，由于现有蚀刻设备的能力限制(产生等离子体的密度大小，偏压强度等限制)，深沟渠的均匀性不够好，进而直接影响到成品率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的上述不足，提出一种提高半导体沟渠蚀刻的均匀度的可控制性，从而提高成品率的方法。本专利技术的上述目的是通过下述技术方案实现的采用如下步骤进行，第一步，在半导体材料表面均匀涂上一层合适厚度的光刻胶；第二步，在需要蚀刻的区域对光刻胶曝光、显影，将需要形成沟渠区域的光刻胶移除，不需要形成沟渠的区域保留光刻胶；第三步，用离子注入的方法，对需要蚀刻的区域注入相同半导体材料的离子，破坏该区域的半导体材料的晶体特性，使单晶体的半导体被破坏为非晶体结构；第四步，用干法蚀刻的方法将需要形成沟渠的区域的半导体材料移除，形成需要的沟渠；第五步，将光刻胶去除，得到在需要区域蚀刻出所需沟渠的半导体材料。将第五步处理后的半导体材料进行退火处理，恢复晶体的原有特性，得到最终所需形貌，特性的半导体材料；在第三步过程中，选择能量为300-3000KeV，剂量为3E14-5E14，角度为0-7度，对需要蚀刻的区域注入相同半导体材料的离子；在第三步过程中，选择能量为2000KeV，剂量为4E14，角度为0度，对需要蚀刻的区域注入相同半导体材料的离子；进行退火处理的温度为1000-1200度，时间为10-45秒；进行退火处理的温度为1050度，时间为10秒。和现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果由于半导体材料一般是单晶体材料，其内部的原子排序是长程有序的，在对半导体进行蚀刻时，因为半导体材料的该特性，破坏半导体的单晶体结构需要相对大的能量或相对长的时间，同时蚀刻的均匀性也难以控制，由于均匀性不好可以直接影响成品率，导致产品失效增加，成本上升。而采用本专利技术所述的方法，在蚀刻半导体材料前采用离子注入，用与半导体材料相同种类的离子轰击需要蚀刻区域的半导体材料，破坏半导体材料的长程有序特性，使其结构从单晶体转变为结构疏松的非晶体。这样在蚀刻时只需较小的能量和较短的时间就可以完成蚀刻，同时更重要的是，由于疏松的结构易于蚀刻，对蚀刻深度的均匀性的控制变的相对容易，均匀性变好，随之提高了成品率，降低了成本，提高了收益。附图说明图1是现有技术中半导体沟渠蚀工艺过程示意图；图2是本专利技术半导体沟渠蚀刻工艺过程示意图。其中，1为半导体材料；2为光刻胶。具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步描述。如图2所示，本专利技术的工艺流程如下第一步，在半导体材料表面均匀涂上一层合适厚度的光刻胶。如图2(a)。第二步，用光刻机及相应的掩膜版在需要蚀刻的区域对光刻胶曝光，显影。将需要形成沟渠区域的光刻胶移除，不需要形成沟渠的区域保留光刻胶。如图2(b)。第三步，用离子注入的方法，采用合适的能量，剂量，角度，对需要蚀刻的区域注入相同半导体材料的离子，破坏该区域的半导体材料的晶体特性，使单晶体的半导体被破坏为非晶体结构，使后继的蚀刻容易进行，并可提高蚀刻的均匀性。如图2(c)。第四步，用干法蚀刻的方法将需要形成沟渠的区域的半导体材料移除，形成需要的沟渠，其他地方因为有光刻胶保护，不受蚀刻影响。如图2(d)。第五步，将光刻胶去除，得到在需要区域蚀刻出所需沟渠的半导体材料。如图2(e)。对第5步处理后的半导体材料采用合适的温度，时间进行退火处理，恢复晶体的原有特性。得到最终所需形貌，特性的半导体材料。这一工艺过程不一定需要单独实施，可以合并到半导体生产工艺中的其他退火步骤。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高半导体沟渠蚀刻均匀性的方法，其特征在于：采用如下步骤进行，第一步，在半导体材料表面均匀涂上一层合适厚度的光刻胶；第二步，在需要蚀刻的区域对光刻胶曝光、显影，将需要形成沟渠区域的光刻胶移除，不需要形成沟渠的区域保留光刻 胶；第三步，用离子注入的方法，对需要蚀刻的区域注入相同半导体材料的离子，破坏该区域的半导体材料的晶体特性，使单晶体的半导体被破坏为非晶体结构；第四步，用干法蚀刻的方法将需要形成沟渠的区域的半导体材料移除，形成需要的沟渠； 第五步，将光刻胶去除，得到在需要区域蚀刻出所需沟渠的半导体材料。

【技术特征摘要】
1.一种提高半导体沟渠蚀刻均匀性的方法，其特征在于采用如下步骤进行，第一步，在半导体材料表面均匀涂上一层合适厚度的光刻胶；第二步，在需要蚀刻的区域对光刻胶曝光、显影，将需要形成沟渠区域的光刻胶移除，不需要形成沟渠的区域保留光刻胶；第三步，用离子注入的方法，对需要蚀刻的区域注入相同半导体材料的离子，破坏该区域的半导体材料的晶体特性，使单晶体的半导体被破坏为非晶体结构；第四步，用干法蚀刻的方法将需要形成沟渠的区域的半导体材料移除，形成需要的沟渠；第五步，将光刻胶去除，得到在需要区域蚀刻出所需沟渠的半导体材料。2.根据权利要求1所述的提高半导体沟渠蚀刻均匀性的方法，其特征在于将第五步处理后的半导体材料进行退火处理，恢复晶体的原有特性，得到最终...

【专利技术属性】
技术研发人员：那炜，
申请(专利权)人：上海华虹NEC电子有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]