CN102693909A

CN102693909A - 硅片上的三维薄膜的成型方法

Info

Publication number: CN102693909A
Application number: CN2011100703126A
Authority: CN
Inventors: 谢红梅; 刘煊杰; 库尔班·阿吾提
Original assignee: Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Current assignee: Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Priority date: 2011-03-23
Filing date: 2011-03-23
Publication date: 2012-09-26

Abstract

本发明提供了一种硅片上的三维薄膜的成型方法，该方法包括：在所述硅片上刻蚀出一个第一凹陷；在所述第一凹陷处形成三维薄膜；在所述三维薄膜相对于所述第一凹陷的另外一侧，对硅片进行刻蚀得到第二凹陷，直到露出所述三维薄膜；关键在于，在形成所述第一凹陷后，以及形成所述三维薄膜之前，还包括，对所述第一凹陷内的硅片表面进行氧化处理，得到一层氧化硅；将得到的氧化硅腐蚀去除。本发明的三维薄膜的成型方法，可以成型出表面圆滑的三维薄膜，该三维薄膜没有明显的裂缝和棱角，结构强度好，适合于在后续工艺步骤中继续加工。

Description

硅片上的三维薄膜的成型方法

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，具体涉及一种硅片上的三维薄膜的成型方法。

背景技术

在集成电路制造工艺中，为了在硅片的上下两个方向均可以进行金属淀积，通常要在硅片上成型一层凹凸不平的薄膜，即三维薄膜(可以为氮化物薄膜、氧化物薄膜、多晶硅薄膜、金属薄膜或者其他薄膜)。利用所述三维薄膜可以实现硅片两侧淀积金属的连通。目前的三维薄膜的成型工艺包括：步骤1，在硅片上刻蚀出一个凹凸不平的第一凹陷；步骤2，在所述第一凹陷内的硅片表面形成三维薄膜；步骤3，在所述三维薄膜相对于所述第一凹陷的另外一侧，对硅片进行刻蚀处理，得到第二凹陷，直到露出三维薄膜。经过上述工艺步骤得到的所述三维薄膜的两侧均可以进行金属淀积的工艺处理。于是，接下来就可以进行上述硅片两侧淀积连通金属的工艺：在所述三维薄膜的一层进行金属淀积，然后从另外一侧对所述三维薄膜进行刻蚀，得到金属连通孔，最后再从该另外一侧淀积金属，使所述三维薄膜两侧的金属导通。经过上述工艺得到的结构示意图如图1所示。通过对硅片101处理得到的具有连通孔的三维薄膜100，其相对两侧都淀积有金属10。该结构具有多种应用，例如可以用来作为发光二极管的底座，将发光二极管设置在任意一侧金属10的表面。

但是，现有的成型工艺所成型的三维薄膜，具有凹凸不同的表面。这是因为形成第一凹陷时，对硅片进行湿法刻蚀，由于硅片为单晶，刻蚀为各向异性刻蚀，即对硅片表面各个方向的刻蚀速率是不同的，因而形成的第一凹陷表面有许多的棱角。后续三维薄膜就是在所述的第一凹陷的表面形成，所以三维薄膜也具有和第一凹陷相应的棱角，由于凹凸不平棱角的存在，三维薄膜在上述棱角的位置的结构是比较脆弱的，很容易损坏形成裂缝，这样就可能使得金属通过三维薄膜100上的裂缝导通位于两侧金属表面的器件，形成不必要的连线，而使器件实效。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的是针对现有技术中的硅片上的三维薄膜的成型方法，成型的三维薄膜表面不平滑的的技术问题，提供一种圆滑表面的三维薄膜的成型方法。

为达到上述目的，本发明提供的技术方案如下：

本发明提供了一种硅片上的三维薄膜的成型方法，该方法包括：

在所述硅片上刻蚀出一个第一凹陷；

在所述第一凹陷处形成三维薄膜；

在所述三维薄膜相对于所述第一凹陷的另外一侧，对硅片进行刻蚀得到第二凹陷，直到露出所述三维薄膜；

在形成所述第一凹陷后，以及形成所述三维薄膜之前，还包括，

对所述第一凹陷内的硅片表面进行氧化处理，得到一层氧化硅；

将得到的氧化硅腐蚀去除。

所述氧化处理的工艺条件为加热至800-1100摄氏度进行。

在将得到的氧化硅腐蚀去除的步骤中，采用含氢氟酸的化学试剂进行腐蚀处理。

所述含氢氟酸的化学试剂为稀氢氟酸。

所述含氢氟酸的化学试剂为缓冲氧化硅腐蚀液BOE。

本发明的硅片上的三维薄膜的成型方法具有以下的有益效果：

本发明的硅片上的三维薄膜的成型方法，利用对腐蚀出凹陷的硅片表面进行氧化处理得到氧化硅，然后再将形成的氧化硅腐蚀驱除，以得到平滑的硅片表面。本发明的三维薄膜的成型方法，可以成型出表面圆滑的三维薄膜，该三维薄膜没有明显的裂缝和棱角，结构强度好，适合于在后续工艺步骤中继续加工。

附图说明

图1为现有技术三维薄膜两侧淀积有连通金属的结构示意图。

图2-5为本发明的硅片上的三维薄膜的成型方法一种具体实施方式的工艺步骤的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案、及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

实施例1

如图2至5所示，一种硅片上的三维氧化膜的成型方法，包括以下步骤：

步骤1，在所述硅片101上刻蚀出一个凹凸不平的第一凹陷102，如图2所示。由于硅片为单晶，刻蚀为各向异性的湿法刻蚀，即对硅片表面各个方向的刻蚀速率是不同的，因而形成的第一凹陷102表面有许多的棱角。

步骤2，对所述第一凹陷102内的硅片表面进行氧化处理，得到一层氧化硅；然后再将形成的氧化硅腐蚀去除。

本步骤中的氧化处理，为向所述硅片101所处的环境通入氧气，并加热至800-1100摄氏度的环境下，使氧气其与所述第一凹陷102内的硅片表面发生氧化反应得到的氧化硅。然后再利用含氢氟酸的化学试剂对得到的氧化硅进行腐蚀处理。在腐蚀去除氧化硅后，硅片表面如图3所示，没有明显的棱角，表面圆滑。本步骤中的腐蚀处理时的含氢氟酸的化学试剂的氢氟酸浓度，以及氧化处理时的含氧气体的流量以及氧气的浓度，本领域技术人员可以根据具体情况灵活掌握。本发明实施例中含氢氟酸的化学试剂可以为与水成一定比例的稀氢氟酸，也可以为被氟化氨(NH₄F)缓冲的稀氢氟酸，称为缓冲氧化硅腐蚀液(BOE)。

该步骤是本发明的关键，在氧气通入具有棱角的第一凹陷102表面时，由于棱角处的硅片与氧气的接触面积小，所以相比于其他位置形成的氧化硅厚度就相对薄，因此在用含氢氟酸的化学试剂对得到的氧化硅进行腐蚀处理后，棱角处的氧化硅就被去除的相对较少，与其他位置具有相平的高度，因此显示出图3中平滑的表面。

步骤3，在所述第一凹陷102处形成一层三维薄膜103(可以为氮化物薄膜、氧化物薄膜、多晶硅薄膜、金属薄膜或者其他薄膜)，如图4所示。

步骤4，在所述三维薄膜相对于第一凹陷102的另外一侧，对所述硅片101进行刻蚀处理得到第二凹陷104，直到露出所述三维薄膜103，如图5所示。

这时，三维薄膜103已经成型，接下来，可以分别在所述三维薄膜103的上下两侧分别淀积金属的工艺步骤，不再赘述。

本发明的硅片上的三维薄膜的成型方法，利用简单且可控制的，对氧化膜进行氧化处理，然后再将氧化得到的氧化膜腐蚀去除，得到圆滑的硅片凹陷表面的方式，使得表面圆滑的三维薄膜的成型变得简单可行。本发明的三维薄膜的成型方法，可以成行出表面圆滑的三维薄膜，该三维薄膜没有明显的裂缝和棱角，结构强度好，适合于在后续工艺步骤中继续加工。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims

1.一种硅片上的三维薄膜的成型方法，该方法包括：

在所述硅片上刻蚀出一个第一凹陷；

在所述第一凹陷处形成三维薄膜；

其特征在于，在形成所述第一凹陷后，以及形成所述三维薄膜之前，还包括，

将得到的氧化硅腐蚀去除。

2.根据权利要求1所述的成型方法，其特征在于，所述氧化处理的工艺条件为加热至800-1100摄氏度进行。

3.根据权利要求1所述的成型方法，其特征在于，在将得到的氧化硅腐蚀去除的步骤中，采用含氢氟酸的化学试剂进行腐蚀处理。

4.根据权利要求3所述的成型方法，其特征在于，所述含氢氟酸的化学试剂为稀氢氟酸。

5.根据权利要求3所述的成型方法，其特征在于，所述含氢氟酸的化学试剂为缓冲氧化硅腐蚀液BOE。