电极接触窗口的制作方法及半导体结构制备方法技术

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结构制备方法，涉及半导体加工技术领域，方法包括以下步骤：在光阻层的上方设置掩模版，掩模版上具有透光区域，透光区域包括第一透光部，第一透光部的横向两侧均分别连接有由内向外依次连接的第二透光部、第三透光部

【技术实现步骤摘要】
电极接触窗口的制作方法及半导体结构制备方法


[0001]本公开涉及半导体加工
，尤其是涉及一种电极接触窗口的制作方法及半导体结构制备方法。

技术介绍

[0002]半导体结构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。基于脊波导结构的半导体结构的电流注入位置为脊波导结构的顶部表面，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，在这类半导体结构的设计和制作中，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。
[0003]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结构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，确保脊波导结构顶部表面的绝缘层外露，而脊波导结构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。
[0004]上述方法要求光刻具有较高的对准精度，且光刻后脊波导结构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

[0005]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结构制备方法，以缓解现有技术中存在的在形成半导体结构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。
[0006]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，包括以下步骤：步骤S1.提供一具有脊波导结构的衬底，所述脊波导结构的两侧分别具有沟槽结构，所述脊波导结构和所述沟槽结构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层；其中，所述电介质层覆盖在所述脊波导结构顶部的部分形成顶部部分，所述电介质层覆盖在所述脊波导结构横向侧壁的部分形成侧壁部分；步骤S2.所述脊波导结构与所述沟槽结构沿横向排布设置；在所述光阻层的上方设置掩模版，所述掩模版上具有透光区域，所述透光区域包括第一透光部，所述第一透光部的横向两侧均分别连接有由内向外依次连接的第二透光部、第三透光部
……
第n透光部，其中n为大于等于3的整数；且依次分布的所述第一透光部、第二透光部、第三透光部
……
第n透光部中，相邻两者中，前一者的透光率大于后一者的透光率；所述第一透光部位于所述脊波导结构的上方，且两个所述侧壁部分沿竖向在所述
掩模版上的投影均落在所述第一透光部内；所述第二透光部、第三透光部
……
第n透光部在所述衬底上的投影落在所述沟槽结构内；通过上述掩模版对所述光阻层进行曝光；步骤S3.对曝光后的光阻层进行显影处理，以使覆盖在所述顶部部分上表面的光阻层全部去除，并使位于所述沟槽结构中的光阻层形成由多个台阶构成的阶梯状形貌，且所述光阻层上位于所述阶梯状形貌与侧壁部分之间的表面低于所述顶部部分的上表面；步骤S4.对所述光阻层上的阶梯状形貌进行热处理，以使所述阶梯状形貌软化回流形成斜坡形貌，所述斜坡形貌横向上靠近所述脊波导结构的边沿位于所述顶部部分的上表面的边沿处；步骤S5.以步骤S4获得的斜坡形貌为掩模对所述电介质层进行刻蚀，将顶部部分去除，以形成电极接触窗口。
[0007]进一步的，在步骤S2中，所述第一透光部由贯穿所述掩模版的通孔形成。
[0008]进一步的，所述第二透光部、第三透光部
……
第n透光部分别由透光率不同的镜片形成。
[0009]进一步的，所述掩模版包括对称且间隔设置的两个遮光部分，所述遮光部分包括沿所述沟槽结构的深度方向自下而上依次设置的第一遮光单元、第二遮光单元
……
第m遮光单元，m为大于等于2的整数；横向间隔的两个第一遮光单元之间的间隙形成所述第一透光部；所述第二遮光单元位于所述第一遮光单元的上方，且所述第二遮光单元靠近所述第一透光部的边沿与所述第一透光部的中线之间的距离大于所述第一遮光单元靠近第一透光部的边沿与所述第一透光部的中线之间的距离；沿横向，所述遮光部分上自所述第一遮光单元靠近第一透光部的边沿至所述第二遮光单元靠近第一透光部的边沿之间的部分形成第二透光部；以此类推，所述第m遮光单元位于第（m
‑
1）遮光单元的上方，且所述第m遮光单元靠近所述第一透光部的边沿与所述第一透光部的中线之间的距离大于所述第（m
‑
1）遮光单元靠近第一透光部的边沿与所述第一透光部的中线之间的距离；沿横向，所述遮光部分上自第（m
‑
1）遮光单元靠近第一透光部的边沿至所述第m遮光单元靠近第一透光部的边沿之间的部分形成所述第（n
‑
1）透光部；所述第一遮光单元、第二遮光单元
……
第m遮光单元均重叠的部分形成所述第n透光部，n=m+1。
[0010]进一步的，所述第一遮光单元、第二遮光单元
……
第m遮光单元的横向长度依次减少，且第一遮光单元、第二遮光单元
……
第m遮光单元的横向上远离第一透光部的边沿在所述衬底上的投影相互重合。
[0011]进一步的，最靠近所述脊波导结构的台阶与所述侧壁部分之间存在间隙，且该间隙的宽度为0.3
‑
0.7微米。
[0012]进一步的，沿横向，所述顶部部分的顶面的一侧边沿与其同侧的阶梯状形貌的最高点之间的连线的倾斜角在40
°‑
50
°
之间。
[0013]进一步的，在步骤S4中，对所述光阻层上的阶梯状形貌进行热处理包括以下步骤：
步骤S41.在第一温度范围下烘烤光阻层，以去除光阻层中溶剂，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。
[0014]进一步的，所述第一加热速率为3℃/s，所述第二加热速率为8℃/min。
[0015]第二方面，本专利技术实施例提供的一种半导体结构的制作方法，所述半导体结构的制作方法包括以下步骤：采用上述的电极接触窗口的制作方法制作电极接触窗口；在所述电极接触窗口的表面形成导电金属层。
[0016]本专利技术提供的电极接触窗口的制作方法，在光阻层的上方设置特制的掩模版，所述掩模版上具有透光区域，透光区域中间为第一透光部，由第一透光部向两侧，每一侧均由内向外依次连接的第二透光部、第三透光部
……
第n透光部形成，且依次分布的所述第一透光部、第二透光部、第三透光部
……
第n透光部中，相邻两者中，前一者的透光率大于后一者的透光率，所述第一透光部位于所述脊波导结构的上方，且两个所述侧壁部分沿竖向在所述掩模版上的投影均落在所述第本文档来自技高网...

【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，包括以下步骤：步骤S1.提供一具有脊波导结构（4）的衬底（1），所述脊波导结构（4）的两侧分别具有沟槽结构（5），所述脊波导结构（4）和所述沟槽结构（5）的表面均沉积有电介质层（2），在所述电介质层（2）的表面形成光阻层（3）；其中，所述电介质层（2）覆盖在所述脊波导结构（4）顶部的部分形成顶部部分（21），所述电介质层（2）覆盖在所述脊波导结构（4）横向侧壁的部分形成侧壁部分（22）；步骤S2.所述脊波导结构（4）与所述沟槽结构（5）沿横向排布设置；在所述光阻层（3）的上方设置掩模版（7），所述掩模版（7）上具有透光区域，所述透光区域包括第一透光部（8），所述第一透光部（8）的横向两侧均分别连接有由内向外依次连接的第二透光部（9）、第三透光部（10）
……
第n透光部，其中n为大于等于3的整数；且依次分布的所述第一透光部（8）、第二透光部（9）、第三透光部（10）
……
第n透光部中，相邻两者中，前一者的透光率大于后一者的透光率；所述第一透光部（8）位于所述脊波导结构（4）的上方，且两个所述侧壁部分（22）沿竖向在所述掩模版（7）上的投影均落在所述第一透光部（8）内；所述第二透光部（9）、第三透光部（10）
……
第n透光部在所述衬底（1）上的投影落在所述沟槽结构（5）内；通过上述掩模版（7）对所述光阻层（3）进行曝光；步骤S3.对曝光后的光阻层（3）进行显影处理，以使覆盖在所述顶部部分（21）上表面的光阻层（3）全部去除，并使位于所述沟槽结构（5）中的光阻层（3）形成由多个台阶（61）构成的阶梯状形貌（6），且所述光阻层（3）上位于所述阶梯状形貌（6）与侧壁部分（22）之间的表面低于所述顶部部分（21）的上表面；步骤S4.对所述光阻层（3）上的阶梯状形貌进行热处理，以使所述阶梯状形貌（6）软化回流形成斜坡形貌（16），所述斜坡形貌（16）横向上靠近所述脊波导结构（4）的边沿位于所述顶部部分（21）的上表面的边沿处；步骤S5.以步骤S4获得的斜坡形貌（16）为掩模对所述电介质层（2）进行刻蚀，将顶部部分（21）去除，以形成电极接触窗口（13）。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，所述第一透光部（8）由贯穿所述掩模版（7）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，所述第二透光部（9）、第三透光部（10）
……
第n透光部分别由透光率不同的镜片形成。4.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，所述掩模版（7）包括对称且间隔设置的两个遮光部分，所述遮光部分包括沿所述沟槽结构（5）的深度方向自下而上依次设置的第一遮光单元（11）、第二遮光单元（12）
……
第m遮光单元，m为大于等于2的整数；横向间隔的两个第一遮光单元（11）之间的间隙形成所述第一透光部（8）；所述第二遮光单元（12...

【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：