电极接触窗口的制作方法及半导体器件的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种电极接触窗口的制作方法及半导体器件的制备方法，涉及半导体加工技术领域，方法包括以下步骤：在光阻材料层的上方设置掩模版，掩模版上具有透光结构，透光结构包括第一区域、第二区域和第三区域；第二区域的透光率分别小于第一区域和第三区域的透光率；第一区域位于脊波导的上方，且第一区域的横向上的两边沿在基材上的投影分别位于脊波导的两侧；对曝光后的光阻材料层进行显影处理，以使覆盖在上侧结构的光阻材料层全部去除，并使位于第二区域的正下方的光阻材料层形成上凸形态；对上凸形态进行热处理，上凸形态自球化，以形成球冠形态，球冠形态横向上靠近所述脊波导的边沿位于所述上侧结构的上表面的边沿处。的边沿处。的边沿处。

【技术实现步骤摘要】
电极接触窗口的制作方法及半导体器件的制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体加工
，尤其是涉及一种电极接触窗口的制作方法及半导体器件的制备方法。

技术介绍

[0002]半导体器件是导电性介于良导电体与绝缘体之间，利用半导体材料特殊电特性来完成特定功能的电子器件，可用来产生、控制、接收、变换、放大信号和进行能量转换。
[0003]基于脊波导的半导体器件的电流注入位置为脊波导的顶部表面，也称作电极接触窗口，电极接触窗口的顶部表面用来制作金属电极，在这类半导体器件的设计和制作中，对金属电极的尺寸、位置及厚度是有严格要求的，因此，电极接触窗口的制作是非常关键的一步。
[0004]常规的脊波导上电极窗口的制备方法是在已刻蚀的脊波导及其两侧结构表面生长一层电介质层作为绝缘层，在绝缘层上旋涂光刻胶，利用掩模版对脊波导上方光刻胶进行曝光，确保脊波导顶部表面的绝缘层外露，而脊波导顶部表面以外的其它部位的光刻胶全部保留，之后利用光刻胶做掩模对电介质层进行去除，形成电极接触窗口。
[0005]上述方法要求光刻具有较高的对准精度，且光刻后脊波导两侧的光刻胶会有一定程度的脱落现象，导致其对脊波导侧壁绝缘层保护性差，刻蚀去除脊波导上绝缘层时，使脊波导两侧绝缘层受损，影响电极开窗效果。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种电极接触窗口的制作方法及半导体器件的制备方法，以缓解现有技术中存在的在形成半导体器件的电极接触窗口的过程中，要求光刻具有较高的对准精度，且光刻后脊波导两侧的光刻胶容易存在一定程度的脱落现象，导致其对脊波导侧壁绝缘层保护性差的技术问题。
[0007]第一方面，本专利技术实施例提供的一种电极接触窗口的制作方法，所述电极接触窗口的制作方法包括以下步骤：步骤S1.提供一具有脊波导的基材，所述脊波导的两侧分别具有凹陷，所述脊波导和所述凹陷的表面均沉积有电介质层，在所述电介质层的表面形成光阻材料层；其中，所述电介质层覆盖在所述脊波导顶部的部分形成上侧结构，所述电介质层覆盖在所述脊波导横向侧壁的部分形成侧部结构；步骤S2.所述脊波导与所述凹陷沿横向排布设置；在所述光阻材料层的上方设置掩模版，所述掩模版上具有透光结构，所述透光结构包括第一区域，所述第一区域的横向两侧分别连接有由内向外依次连接的第二区域和第三区域；所述第二区域的透光率分别小于所述第一区域和第三区域的透光率；所述第一区域位于所述脊波导的上方，且所述第一区域的横向上的两边沿在所述基材上的投影分别位于所述脊波导的两侧；所述第二区域在所述基材上的投影落在所述凹
陷内；通过上述掩模版对所述光阻材料层进行曝光；步骤S3.对曝光后的光阻材料层进行显影处理，以使覆盖在所述上侧结构上表面的光阻材料层全部去除，并使位于所述第二区域的正下方的光阻材料层形成上凸形态；步骤S4.对所述上凸形态进行热处理，所述上凸形态自球化，以形成球冠形态，所述球冠形态横向上靠近所述脊波导的边沿位于所述上侧结构的上表面的边沿处；步骤S5.以步骤S4获得的光阻材料层为掩模对所述电介质层进行刻蚀，将上侧结构去除，以形成电极接触窗口。
[0008]进一步的，在步骤S2中，所述第一区域由贯穿所述掩模版的通孔形成；和/或，所述第三区域由贯穿所述掩模版的通孔形成。
[0009]进一步的，在步骤S2中，所述第二区域的数量为多个，沿横向，所述第一区域和第三区域之间的相邻两个第二区域间隔设置，且间隔的两个第二区域之间区域的透光率大于所述第二区域的透光率。
[0010]进一步的，所述第一区域和第三区域之间任意相邻两个所述第二区域中，远离所述第一区域的第二区域的透光率小于等于靠近所述第一区域的第二区域的透光率。
[0011]进一步的，所述上凸形态的高度H与所述上凸形态的宽度D的比值的取值范围为2~6。
[0012]进一步的，最靠近所述脊波导的上凸形态的上表面与所述上侧结构的上表面之间的垂直距离H1为0.5
‑
1.5微米。
[0013]进一步的，最靠近所述脊波导的所述上凸形态与所述侧部结构之间的横向水平距离D1为0.1
‑
0.2微米。
[0014]进一步的，在步骤S4中，对所述上凸形态进行热处理包括以下步骤：步骤S41.在第一温度范围下烘烤上凸形态，以去除上凸形态中溶剂，并冷却至室温；步骤S42.以第一加热速率将烘烤温度提升至第一温度，维持第一时间后冷却至室温；然后以第二加热速率将烘烤温度提升至第二温度，维持第二时间后冷却至室温，且第一加热速率大于第二加热速率。
[0015]进一步的，所述第一加热速率为4℃/s，所述第二加热速率为10℃/min。
[0016]第二方面，本专利技术实施例提供的一种半导体器件的制备方法，所述半导体器件的制备方法包括上述的电极接触窗口的制作方法中的步骤S1~S5，在步骤S5之后，还包括去除所述电介质层的表面的光阻材料层，并在电极接触窗口的表面形成导电金属层的步骤。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果主要在于：本专利技术提供的电极接触窗口的制作方法，在光阻材料层的上方设置特制的掩模版，所述掩模版上具有透光结构，所述透光结构包括第一区域，所述第一区域的横向两侧分别连接有由内向外依次连接的第二区域和第三区域；所述第二区域的透光率分别小于所述第一区域和第三区域的透光率；所述第一区域位于所述脊波导的上方，且所述第一区域的横向上的两边沿在所述基材上的投影分别位于所述脊波导的两侧；所述第二区域在所述基材上的投影落在所述凹陷内，通过上述掩模版对光阻材料层进行曝光，显影后，覆盖在上侧结构上表面的光阻材料层全部去除，即上侧结构的上表面完全裸露，同时，由于所述第二区域的透光率分别小于所述第一区域和第三区域的透光率，第二区域下方的光阻材料层部分
曝光程度较低，而第一区域和第三区域下方的光阻材料层部分的曝光程度较高，所以位于第二区域的正下方的光阻材料层形成了上凸形态，该上凸形态的上表面的位置处于原有光阻材料层的上表面与上侧结构的上表面之间，且该上凸形态与侧部结构之间间隙设置，上凸形态与其横向外侧的光阻材料层之间间隙设置，也就是说，该上凸形态在凹陷中是相对独立的。然后对上凸形态进行热处理，光刻胶发生流动，填充其两侧的间隙，由于液态光刻胶的表面张力的作用，上凸形态自球化，从而形成完全覆盖侧部结构的球冠形态；回流过程中，光刻胶由于表面张力不会溢出到达上侧结构的上方，只会在底部回流填充上凸形态与侧壁结构之间的间隙，上凸形态转化为球冠形态，球冠形态横向上靠近所述脊波导的边沿位于所述上侧结构的上表面的边沿处，从而能够对侧部结构进行保护，保证电极开窗效果及半导体结构的性能良好。然后以球冠形态的光阻材料层为掩模对上侧结构进行刻蚀，将上侧结构去除，以形成电极接触窗口。
[0018]本专利技术实施例提供的半导体器件的制备方法包括上述的电极接触窗口的制作方法。因为本专利技术实施例提供的半导体器件的制备引用了上述的电极接触窗口的制作方法，所以，本专利技术实施例提供的半导体器件的制备也具备电极接触窗口的制作方法的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电极接触窗口的制作方法，其特征在于，所述电极接触窗口的制作方法包括以下步骤：步骤S1.提供一具有脊波导（104）的基材（101），所述脊波导（104）的两侧分别具有凹陷（105），所述脊波导（104）和所述凹陷（105）的表面均沉积有电介质层（102），在所述电介质层（102）的表面形成光阻材料层（103）；其中，所述电介质层（102）覆盖在所述脊波导（104）顶部的部分形成上侧结构（1021），所述电介质层（102）覆盖在所述脊波导（104）横向侧壁的部分形成侧部结构（1022）；步骤S2.所述脊波导（104）与所述凹陷（105）沿横向排布设置；在所述光阻材料层（103）的上方设置掩模版（108），所述掩模版（108）上具有透光结构，所述透光结构包括第一区域（111），所述第一区域（111）的横向两侧分别连接有由内向外依次连接的第二区域（110）和第三区域（109）；所述第二区域（110）的透光率分别小于所述第一区域（111）和第三区域（109）的透光率；所述第一区域（111）位于所述脊波导（104）的上方，且所述第一区域（111）的横向上的两边沿在所述基材（101）上的投影分别位于所述脊波导（104）的两侧；所述第二区域（110）在所述基材（101）上的投影落在所述凹陷（105）内；通过上述掩模版（108）对所述光阻材料层（103）进行曝光；步骤S3.对曝光后的光阻材料层（103）进行显影处理，以使覆盖在所述上侧结构（1021）上表面的光阻材料层（103）全部去除，并使位于所述第二区域（110）的正下方的光阻材料层（103）形成上凸形态（106）；步骤S4.对所述上凸形态（106）进行热处理，所述上凸形态（106）自球化，以形成球冠形态（107），所述球冠形态（107）横向上靠近所述脊波导（104）的边沿位于所述上侧结构（1021）的上表面的边沿处；步骤S5.以步骤S4获得的光阻材料层（103）为掩模对所述电介质层（102）进行刻蚀，将上侧结构（1021）去除，以形成电极接触窗口（100）。2.根据权利要求1所述的电极接触窗口的制作方法，其特征在于，在步骤S2中，所述第一区域（111）由贯穿所述掩模版（108）的通孔形成；和/或，所述第三区域（109）由贯穿所述掩模版（108）的通孔形成。3.根据权利要求1所述的电极接触窗口的制作方法，其特征在于，在步骤S2中，所述第二区域（...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨国文，惠利省，白龙刚，
申请(专利权)人：度亘激光技术苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：