CN112968093A - 图形化复合衬底的形成方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种图形化复合衬底的形成方法，包括：提供表面形成有第一材料层的基底，第一材料层表面形成有图形化的掩膜；对掩膜进行第一刻蚀，使得掩膜的侧壁与参考平面之间具有第一倾斜角，第一倾斜角大于目标倾斜角，且两者之差小于第一阈值；对第一材料层和掩膜进行第二刻蚀，直至去除所述掩膜，在第一材料层内形成开口，开口之间形成凸起，开口侧壁与参考平面之间具有第二倾斜角，第二倾斜角与目标倾斜角之差小于第二阈值，第二阈值小于所述第一阈值；沿开口进行第三刻蚀，将凸起进一步刻蚀为锥体，并在基底内形成凹陷，锥体侧壁、凹陷的侧壁与参考平面之间均具有目标倾斜角。所述图形化复合衬底有利于提高在其表面形成的半导体外延层的质量。
Description
技术领域
本申请涉及半导体技术领域，具体涉及一种图形化复合衬底的形成方法。
背景技术
LED芯片的制作需要在衬底上外延半导体材料，例如GaN、AlN等。外延半导体材料的晶体质量是影响LED芯片性能的核心因素之一。而外延半导体材料的晶体质量与衬底的形貌有很大关系。
图形化蓝宝石衬底(PSS)是LED芯片应用最广泛的衬底材料。请参考图1，其制作方法是在蓝宝石平片10上先加工出均匀分布的圆柱形掩膜，再利用掩膜干法刻蚀出蓝宝石圆锥图形11。相对于蓝宝石平片衬底，PSS可以降低外延半导体层的缺陷，提高外延半导体材料的晶体质量，将芯片亮度提升30％以上。
随着PSS对亮度提升接近极限，以及衬底技术的发展，现有技术中出现了二氧化硅-蓝宝石复合图形化衬底(SiO2 PSS)。请参考图2，在图形化蓝宝石衬底10上形成图形化二氧化硅层21，SiO2 PSS对芯片亮度有进一步提升，其原理是利用二氧化硅的折射率小于蓝宝石的折射率，全反射角减小，进一步改变LED光输出路径，有更多的光逃出器件外产生发光。
现有技术的LED芯片的性能还有待进一步的提高。
发明内容
鉴于此，本申请提供一种图形化复合衬底的形成方法，以提高LED芯片的性能。
本申请提供的一种图形化复合衬底的形成方法，包括：提供表面形成有第一材料层的基底，所述第一材料层表面形成有图形化的掩膜；对所述掩膜进行第一刻蚀，使得所述掩膜的侧壁向所述掩膜的中心倾斜，所述掩膜的侧壁与参考平面之间具有第一倾斜角，所述参考平面为平行于所述基底表面的平面，所述第一倾斜角大于目标倾斜角，且两者之差小于第一阈值；对所述第一材料层和所述掩膜进行第二刻蚀，直至去除所述掩膜，在所述第一材料层内形成开口，所述开口之间形成凸起，所述开口的侧壁向所述凸起侧倾斜，且与参考平面之间具有第二倾斜角，所述第二倾斜角与目标倾斜角之差小于第二阈值，所述第二阈值小于所述第一阈值；沿所述开口进行第三刻蚀，将所述凸起进一步刻蚀为锥体，并在所述基底内形成凹陷，所述锥体的侧壁、所述凹陷的侧壁与所述参考平面之间均具有目标倾斜角。
可选的，所述对所述掩膜进行第一刻蚀包括:向工艺腔室内通入具有各向同性刻蚀能力的刻蚀气体，将其激发为等离子体，并同时施加垂直于基底表面方向的电场，以对所述掩膜进行所述第一刻蚀。
可选的，所述掩膜的材料为光刻胶，所述第一刻蚀采用的刻蚀气体包括Cl2和SF6中的至少一种。
可选的，所述第一刻蚀过程中，对所述掩膜和所述第一材料层的刻蚀选择比大于5；和/或，所述第二刻蚀过程中，对所述第一材料层和所述掩膜的刻蚀选择比为0.8～1.5；和/或，所述第三刻蚀过程中，对所述基底和所述第一材料层的刻蚀选择比大于2。
可选的，所述第一阈值范围为15°～25°，第二阈值范围为5°～10°。
可选的，所述第一倾斜角范围为70°～75°，所述第二倾斜角范围为55°～60°，所述目标倾斜角范围为50°～55°。
可选的，所述凹陷的深度为150nm～250nm。
可选的，所述基底材料包括蓝宝石、SiC以及Si中的至少一种；所述第一材料层的材料包括氧化硅、氮氧化硅以及氮化硅中的至少一种。
可选的，所述第一刻蚀采用的刻蚀气体包括Cl2，上电极功率为800W～2000W，下电极功率为50W～300W，刻蚀时间为0.5min～5min；和/或，所述第二刻蚀采用的刻蚀气体包括BCl3，上电极功率为800W～2000W，下电极功率为50W～300W，刻蚀时间8min～15min；和/或，所述第三刻蚀采用的刻蚀气体包括BCl3，上电极功率为800W～2000W，下电极功率为700W～1000W，刻蚀时间为3min～7min。
可选的，所述锥体为圆锥体，所述锥体高度为1μm～3μm，底部直径为1.5μm～5μm。
本申请上述图形化复合衬底的形成方法，在刻蚀第一材料层之前，根据目标倾斜角度大小，将掩膜侧壁的倾斜角度调整至第一倾斜角；再进一步刻蚀第一材料层形成开口，将开口侧壁调整至第二倾斜角内；在此基础上刻蚀第一材料层和基底，在形成锥体同时，使得锥体侧壁与基底内凹陷侧壁均具目标倾斜角，从而使得所述锥体与基底的衔接界面边缘处无拐角，有利于提高后续在所述图形化复合衬底表面的半导体外延层的质量，减少缺陷，进而提高LED芯片的性能，减少漏电流，提高发光亮度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术的一种蓝宝石图形化复合衬底的结构示意图；
图2是现有技术的一种二氧化硅-蓝宝石复合图形化衬底的结构示意图；
图3是现有技术的二氧化硅-蓝宝石图形化复合衬底内的缺陷示意图；
图4至图8是本申请一实施例的图形化复合衬底的形成过程的结构示意图。
具体实施方式
如背景技术中所述，现有技术中的LED发光芯片亮度还有待进一步的提高。
请参考图3，发明人发现，二氧化硅-蓝宝石图形化复合衬底上形成的GaN层22内的缺陷中，部分缺陷23存在于SiO2圆锥体21与蓝宝石衬底10交界处，影响发光亮度。
发明人进一步研究发现，造成该位置处存在较多缺陷的原因在于，两种材料交界处形成突兀的界面拐角24。在生长GaN等半导体材料的过程中，如果PSS衬底刻蚀过程中圆锥图形侧壁出现拐角，则GaN二维层状生长至此处时不能向上平滑过渡，会形成如图3所示的外延缺陷23，晶体质量恶化。而正是因为SiO2圆锥体21和蓝宝石衬底10界面处的拐角24，导致外延的GaN层22内在此处产生外延缺陷，晶体质量下降，增加LED芯片漏电通道，抗静电能力降低。
进一步研究发现，SiO2圆锥体21和蓝宝石衬底10界面处的突兀拐角的产生，是由于为了确保刻蚀形成SiO2圆锥体21过程中，将圆锥体21以外区域的SiO2均去除，会进行一定程度的过刻蚀，对蓝宝石衬底10表面也造成刻蚀，刻蚀离子在加速电场的作用下对蓝宝石衬底10表面进行轰击，一方面溅射出Al2O3颗粒，另一方面打断Al2O3的化学键，产生化学反应。其中，物理轰击起主要作用，化学刻蚀占次要作用。在刻蚀过程中，由于SiO2硬度和致密性不及Al2O3，且Si-O键的键能460KJ/mol小于Al-O键的键能511KJ/mol，相同刻蚀条件下，SiO2纵向刻蚀速率约为Al2O3的两倍，但SiO2横向刻蚀速率远不及Al2O3。刻蚀完成后SiO2圆锥体21侧壁与蓝宝石衬底10表面之间的倾斜角度明显大于被过刻蚀而产生的蓝宝石衬底10内凹陷的侧壁与衬底表面之间的倾斜角度，从而在两种材料交界处形成突兀的界面拐角24。
基于上述研究，发明人提出一种新的图形化复合衬底，消除锥体与衬底衔接处的拐角，从而提高后续在复合衬底表面外延形成的半导体层的质量，进而提高LED芯片的发光亮度。
下面结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而非全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。在不冲突的情况下，下述各个实施例及其技术特征可以相互组合。
请参考图4至图8，为本发明一实施例的图形化复合衬底的形成过程的结构示意图。
请参考图4，提供基底100，所述基底100表面形成有第一材料层200。
所述基底100的材料可以蓝宝石(Al2O3)、SiC以及Si中的至少一种。该实施例中，所述基底100为蓝宝石基底。
所述第一材料层200的材料包括氧化硅、氮氧化硅以及氮化硅中的至少一种。所述第一材料层200的折射率小于所述基底100的折射率，以减小全反射角，有利于提高器件发光亮度。该实施例中，所述第一材料层200的材料为氧化硅。可以采用化学气相沉积工艺、等离子体增强化学气相沉积工艺等方式在所述基底100表面沉积形成所述第一材料层200。
所述第一材料层200用于后续被图形化，形成周期性阵列排布的凸起图形，例如顶部尖锐的锥体。
所述第一材料层200的厚度略大于后续待形成的锥体高度，在一些实施例中，所述第一材料层200的厚度为1.2微米～3.5微米，例如1.8微米、2微米等。
请参考图5，在所述第一材料层200表面形成图形化的掩膜300。
所述掩膜300作为后续对第一材料层200进行刻蚀的掩膜，该实施例中，所述掩膜300的材料为光刻胶。通过旋涂工艺在所述第一材料层200表面旋涂光刻胶后，通过曝光显影，对光刻胶层进行图形化，形成所述图形化的掩膜300。所述掩膜300包括若干阵列分布的圆柱形的掩膜柱，根据待形成的锥体的位置和尺寸对所述掩膜柱的直径和位置进行设置。
在其他实施例中，所述掩膜300的材料还可以为氮化硅、氮氧化硅、无定形碳等。较佳的，选择光刻胶形成所述掩膜300，可以减少工艺步骤，仅通过光刻就能够获得掩膜图形；另一方面，光刻胶层易于提高刻蚀去除，有利于后续刻蚀第一材料层200过程中，在第一材料层内形成锥体图形。
请参考图6，对所述掩膜300(请参考图5)进行第一刻蚀，形成刻蚀后的掩膜301，所述掩膜301的侧壁向所述掩膜的中心倾斜，第一刻蚀后的所述掩膜301的侧壁与参考平面之间具有第一倾斜角α，所述参考平面为平行于所述基底100表面的平面，所述第一倾斜角α大于目标倾斜角，且两者之差小于第一阈值。
总的来说，整个刻蚀过程可以包括同步进行的各向同性刻蚀过程和各向异性刻蚀过程，其中，以所述各向同性刻蚀过程作为主刻蚀，以各向异性刻蚀过程进行刻蚀表面的形貌修饰。对于各向同性刻蚀，被刻蚀物主要沿基底表面方向被横向刻蚀，而在垂直于基底表面方向上基本不被刻蚀，且刻蚀形成的侧壁粗糙。对于各向异性刻蚀，被刻蚀物主要在延垂直基底表面方向被纵向刻蚀，而在沿基底表面方向上基本不被刻蚀，侧壁保持光滑。在本发明的实施例中，同时采用了各向同性刻蚀过程和各向异性刻蚀过程，既利用的各向同性刻蚀过程的横向刻蚀特性，又利用各向异性的表面修饰性能，使得刻蚀后的图形具有较为光滑的侧壁。
在一些实施例中，对所述掩膜300进行第一刻蚀包括:向工艺腔室内通入具有各向同性刻蚀能力的刻蚀气体，将其激发为等离子体，并同时施加垂直于基底表面方向的电场，以对所述掩膜进行所述第一刻蚀。所述第一刻蚀采用各向同性刻蚀的刻蚀气体，并通过施加电场，使得刻蚀气体离子加速，在对所述掩膜进性各向同性刻蚀的同时，对刻蚀表面进行各向异性的物理轰击，以使得刻蚀表面保持光滑。
进一步的，所述第一刻蚀对所述掩膜300的材料还具有较高的刻蚀选择性，在刻蚀过程中，主要对掩膜300进行刻蚀，而对所述第一材料层200几乎不产生刻蚀效果。较佳的，所述第一刻蚀过程中，对所述掩膜300和所述第一材料层200的刻蚀选择比大于5。
具体的，该实施例中，所述第一刻蚀在ICP(感应耦合等离子体)刻蚀腔体内进行，采用的刻蚀气体包括Cl2，在ICP的上电极功率作用下电离成Cl离子，同时在ICP的下电极功率作用下加速，对掩膜300进行快速横向刻蚀的同时，对掩膜300的侧壁进行物理轰击，以此保持侧壁光滑。具体的，Cl2的流量为60sccm～200sccm，刻蚀腔体内压强为2mTorr～3mTorr，上电极功率为800W～2000W，下电极功率为50W～300W，通过He以及载盘，控制刻蚀温度为-20°～40°，刻蚀时间0.5min～5min。刻蚀过程中，保持较低的压强，能够及时将刻蚀副产物排出刻蚀腔体外，避免影响最终的刻蚀形貌。
在一些实施例中，掩膜300为光刻胶时，还可以采用SF6，或者Cl2和SF6的混合气体作为刻蚀气体。在其他实施例中，本领域技术人员，可以根据掩膜300的具体材料选择合适的具有各向同性刻蚀能力的刻蚀气体，在此不作限定。
第一刻蚀后的掩膜301侧壁向掩膜中心倾斜，且与参考平面之间具有第一倾斜角α，在垂直于第一材料层200表面的截面图形，也从刻蚀前的矩形变为刻蚀后的正梯形。
所述第一倾斜角α略大于所述目标倾斜角，所述目标倾斜角为最终刻蚀第一材料层200所形成的锥体的侧壁倾斜角。根据所述目标倾斜角的大小调整所述第一倾斜角α的大小，通过第一刻蚀将第一倾斜角度α与目标倾斜角之间的差值控制在小于第一阈值，以便在后续刻蚀中，能够将刻蚀第一材料层200形成的锥体侧壁倾斜角调整至目标倾斜角。在一些实施例中，所述第一阈值的范围可以为15°～25°。
该实施例中，所述目标倾斜角范围为50°～55°，所述第一倾斜角α的范围为70°～75°。
请参考图7，对所述第一材料层200和掩膜301(请参考图6)进行第二刻蚀，直至去除所述掩膜301，在所述第一材料层200内形成开口202，开口202之间形成凸起201。
所述第二刻蚀过程中，以所述掩膜301为刻蚀掩膜，沿所述掩膜301的侧壁倾斜角度，对所述第一材料层200进行刻蚀，同时对所述掩膜301也进行同步刻蚀。
所述第二刻蚀采用感应等离子体(ICP)刻蚀工艺，刻蚀离子借助下电极功率的加速作用向下轰击，对第一材料层200在垂直于基底100表面方向上沿着掩膜301的侧壁斜向下刻蚀。
上述第二刻蚀采用各向异性刻蚀工艺，刻蚀过程中，所述掩膜301图形横向收缩，逐渐暴露出更多的第一材料层200表面被刻蚀，从而最后在第一材料层内形成侧壁倾斜的开口202及开口之间的凸起201。
在第二刻蚀过程中，通过调整刻蚀参数，使得对第一材料层200和掩膜301的刻蚀速率差较小，掩膜301的侧壁倾斜角度对刻蚀第一材料层200形成的刻蚀图形201的侧壁角度有重要影响，掩膜301的侧壁倾斜角度减小，所述凸起201的侧壁倾斜角度也相应减小，最终使得形成的凸起201与掩膜301的侧壁倾斜角度接近。在一些实施例中，对所述第一材料层200和所述掩膜301的刻蚀选择比为0.8～1.5，较佳的为1～1.1。
直至所述掩膜301被全部刻蚀消耗，所述第二刻蚀停止，所述凸起201的上表面被刻蚀收缩成尖顶或一个接近消失的小平台。图7中，所述凸起201的顶部具有一小平台。在一些实施例中，所述凸起201的顶部还可以为尖顶；在一些实施例中，所述第二刻蚀结束后，开口202底部的基底100表面还可能覆盖有部分厚度的第一材料。
第二刻蚀后的凸起201的侧壁与参考平面之间具有第二倾斜角β，所述掩膜301在刻蚀过程中，侧壁倾斜角度会有一定程度的减小，使得所述第二倾斜角β略小于第一倾斜角α，更接近于目标倾斜角。通过调整第二刻蚀的刻蚀参数，将所述第二倾斜角β与目标倾斜角之间的差值控制在小于第二阈值，且所述第二阈值小于第一阈值。在一个实施例中，所述第二阈值范围为5°～10°，所述第二倾斜角β的范围为55°～60°。
该实施例中，所述第二刻蚀采用的刻蚀气体包括BCl3，流量为60sccm～120sccm，刻蚀腔体内压力为2mTorr～3mTorr，上电极功率为800W～2000W，下电极功率为50W～300W，刻蚀温度为-20°～40°，刻蚀时间8min～15min。
请参考图8，沿所述开口202进行第三刻蚀，将所述凸起201进一步刻蚀为分立的锥体203，以及在所述基底100内形成凹陷101，所述锥体203的侧壁与所述凹陷101的侧壁均具有目标倾斜角r。
通过所述第三刻蚀对基底100进行过刻蚀，以确保将锥体203以外的基底100表面的第一材料层完全去除，所述凹陷101的深度，决定了第二刻蚀的刻蚀时间。较佳的，对所述基底100进行第三刻蚀，在基底内100形成凹陷101的深度为150nm～250nm。
同时，所述第三刻蚀还可以对所述凸起201(请参考图8)形貌起到修饰作用，最终形成具有尖顶的锥体203。
所述第三刻蚀采用各向异性刻蚀工艺，由于基底100的材料特性，产生的凹陷101的侧壁倾斜角度受刻蚀工艺的参数影响较小，基本保持在一个较为固定的角度范围内，即最终形成的凹陷101的侧壁倾斜角度为已知的目标倾斜角。在该实施例中，所述基底100的材料为蓝宝石，形成的凹陷101的侧壁的目标倾斜角r为50°～55°。
而所述锥体203的侧壁倾斜角度则受刻蚀工艺参数的影响较大，可以通过控制第三刻蚀的刻蚀参数，调整最终形成的锥体203的侧壁倾斜角度至目标倾斜角r，使其与所述凹陷101的侧壁倾斜角度一致。
在一些实施例中，所述第三刻蚀对第一材料的刻蚀速率小于对基底100的刻蚀速率，以避免对凸起201刻蚀速率过快而无法对形成的锥体203的侧壁倾斜角度进行准确控制。较佳的，所述第三刻蚀对所述基底100和所述凸起201的刻蚀选择比大于2。
在一些实施例中，所述目标倾斜角r小于所述第二倾斜角度β，为50°～55°。
该实施例中，所述第三刻蚀采用的刻蚀气体包括BCl3，流量为60sccm～120sccm，刻蚀腔体内压力为2mTorr～3mTorr，上电极功率为800W～2000W，下电极功率为700W～1000W，刻蚀温度为-20°～40°，刻蚀时间3min～7min。所述第三刻蚀采用较高的下电极功率，提高刻蚀过程的各向异性，一方面由于基底100的材料强度较大，需要通过提高下电极功率提高对基底100的刻蚀速率；另一方面，通过提高下电极功率，提高第三刻蚀过程的各向异性刻蚀能力，使得锥体203的侧壁倾斜角度易于控制。
在一些实施例中，所述锥体203为圆锥体，表面无拐角。所述锥体203高度为1μm～3μm，底部直径为1.5μm～5μm，在基底100表面呈阵列分布。
所述锥体203侧壁底部与凹陷101的侧壁顶部衔接，且倾斜角度一致，均为目标倾斜角r，从而使得锥体203与基底100界面边缘处无拐角，锥体203侧壁与凹陷101侧壁位于同一平面。
上述方法形成的图形化复合衬底表面的锥体203与基底100衔接处无拐角，有利于提高后续在其表面外延形成的外延半导体层的质量。上述方法，在刻蚀第一材料层之前，提前通过第一刻蚀对掩膜侧壁角度进行调整，能够使得最终形成的锥体的侧壁与基底内凹陷的侧壁具有相同的倾斜角度，从而使得所述锥体与基底的衔接界面边缘处无拐角，有利于提高后续在所述图形化复合衬底表面的半导体外延层的质量，减少缺陷，进而提高LED芯片的性能，减少漏电流，提高发光亮度。
进一步的，可以通过调整第二刻蚀、第三刻蚀的刻蚀参数，例如下电极功率、刻蚀温度以及刻蚀时间等，调整最终形成的锥体的侧壁倾斜角度，使其与基底内凹陷的侧壁倾斜角度一致。
本发明的实施例还提供一种图形化复合衬底。
请参考图8，为所述图形化复合衬底的剖面结构示意图。
该实施例中，所述图形化复合衬底包括：基底100；位于所述基底100表面的多个分立的锥体203；位于所述锥体203之间的基底100内的凹陷101，所述凹陷101的侧壁顶部与所述锥体203的侧壁底部衔接，且具有相同的倾斜角度。
所述基底100的材料可以包括蓝宝石、SiC以及Si中的至少一种。该实施例中，所述基底100为蓝宝石基底。所述基底100内凹陷101的深度为150nm～250nm。
所述锥体203的折射率小于所述基底100的折射率，以减小全反射角。所述锥体203的材料包括氧化硅、氮氧化硅以及氮化硅中的至少一种。该实施例中，所述锥体203的材料为氧化硅。
较佳的，所述锥体203为圆锥体，所述锥体203的高度为1μm～3μm，底部直径为1.5μm～5μm。
本发明的实施例还提供一种LED芯片，包括如图8所述的图形化复合衬底；以及形成于所述图形化复合衬底表面的外延半导体层。由于所述锥体203的侧壁与基底100内凹陷101的侧壁具有相同的倾斜角度，从而使得所述锥体203与基底100的衔接界面处无拐角，有利于提高后续在所述图形化复合衬底表面形成的半导体外延层的质量，减少缺陷，进而提高LED芯片的性能，减少漏电流，提高发光亮度。
以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，例如各实施例之间技术特征的相互结合，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种图形化复合衬底的形成方法，其特征在于，包括：
提供表面形成有第一材料层的基底，所述第一材料层表面形成有图形化的掩膜；
对所述掩膜进行第一刻蚀，使得所述掩膜的侧壁向所述掩膜的中心倾斜，所述掩膜的侧壁与参考平面之间具有第一倾斜角，所述参考平面为平行于所述基底表面的平面，所述第一倾斜角大于目标倾斜角，且两者之差小于第一阈值；
对所述第一材料层和所述掩膜进行第二刻蚀，直至去除所述掩膜，在所述第一材料层内形成开口，所述开口之间形成凸起，所述开口的侧壁向所述凸起侧倾斜，且与参考平面之间具有第二倾斜角，所述第二倾斜角与目标倾斜角之差小于第二阈值，所述第二阈值小于所述第一阈值；
沿所述开口进行第三刻蚀，将所述凸起进一步刻蚀为锥体，并在所述基底内形成凹陷，所述锥体的侧壁、所述凹陷的侧壁与所述参考平面之间均具有目标倾斜角。
2.根据权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述对所述掩膜进行第一刻蚀包括:向工艺腔室内通入具有各向同性刻蚀能力的刻蚀气体，将其激发为等离子体，并同时施加垂直于基底表面方向的电场，以对所述掩膜进行所述第一刻蚀。
3.根据权利要求2所述的形成方法，其特征在于，所述掩膜的材料为光刻胶，所述第一刻蚀采用的刻蚀气体包括Cl2和SF6中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述第一刻蚀过程中，对所述掩膜和所述第一材料层的刻蚀选择比大于5；和/或，所述第二刻蚀过程中，对所述第一材料层和所述掩膜的刻蚀选择比为0.8～1.5；和/或，所述第三刻蚀过程中，对所述基底和所述第一材料层的刻蚀选择比大于2。
5.根据权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述第一阈值范围为15°～25°，第二阈值范围为5°～10°。
6.根据权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述第一倾斜角范围为70°～75°，所述第二倾斜角范围为55°～60°，所述目标倾斜角范围为50°～55°。
7.根据权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述凹陷的深度为150nm～250nm。
8.根据权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述基底材料包括蓝宝石、SiC以及Si中的至少一种；所述第一材料层的材料包括氧化硅、氮氧化硅以及氮化硅中的至少一种。
9.根据权利要求8所述的形成方法，其特征在于，所述第一刻蚀采用的刻蚀气体包括Cl2，上电极功率为800W～2000W，下电极功率为50W～300W，刻蚀时间为0.5min～5min；和/或，所述第二刻蚀采用的刻蚀气体包括BCl3，上电极功率为800W～2000W，下电极功率为50W～300W，刻蚀时间8min～15min；和/或，所述第三刻蚀采用的刻蚀气体包括BCl3，上电极功率为800W～2000W，下电极功率为700W～1000W，刻蚀时间为3min～7min。
10.根据权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述锥体为圆锥体，所述锥体高度为1μm～3μm，底部直径为1.5μm～5μm。
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