[發明專利]在Ⅲ-Ⅴ族制造工藝中形成在硅晶圓的背面上方的保護膜

有效

• 申請號: 201210022053.4
• 申請日: 2012-01-31
• 公開（公告）號: CN103021804A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 聶俊峰;喻中一;林宏達
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02
• 代理公司: 北京德恒律師事務所 11306
• 代理人: 陸鑫;房嶺梅

技術領域

本發明一般地涉及半導體領域，更具體地來說涉及半導體器件的制造方法。

背景技術

近年來半導體集成電路(IC)工業已經經歷了快速發展。IC材料和設計的技術進步已經生產出用于不同目的的各種類型的IC。制造一些類型的IC可能要求在襯底上方形成III-V族層，例如在襯底上方形成III-V族層。作為實例，這些類型的IC器件可以包括：發光二極管(LED)器件、射頻(RF)器件、和高功率半導體器件。

通常，制造商已經在藍寶石襯底上方形成III-V族層。然而，藍寶石襯底很昂貴。因此，一些制造商已經開始探索在更為廉價的硅襯底上方形成III-V族層。然而，現有的在硅襯底上方形成III-V族層的方法存在各種缺陷。這些缺陷之一涉及在一個或者更多的制造階段中III-V族層的排氣。III-V族層的排氣可能導致硅襯底的污染。因此，現有的制造工藝可能需要在硅襯底的周圍形成保護涂層以防止這種污染。保護涂層的形成需要額外的制造工藝，因此延長了制造時間并且增加了制造成本。

因此，雖然現有的在硅襯底上形成III-V族層的方法大體上實現了其預期目的，但并不能在每一個方面完全令人滿意。

發明內容

為了解決現有技術中所存在的缺陷，根據本發明的一方面，提供了一種制造半導體器件的方法，包括：在硅襯底的第一表面和第二表面上方形成第一介電層，所述第一表面和第二表面為相對的表面，其中所述第一介電層的第一部分覆蓋所述襯底的所述第一表面，并且所述第一介電層的第二部分覆蓋所述襯底的所述第二表面；形成開口，所述開口從所述第一表面延伸到所述襯底中；通過第二介電層填充所述開口；以及去除所述第一介電層的所述第一部分而沒有去除所述第一介電層的所述第二部分。

在該方法中，使用單晶圓工藝實施去除所述第一介電層的所述第一部分。

在該方法中，所述單晶圓工藝包括：將酸散布在所述襯底的所述第一表面上，從而去除所述第一介電層的所述第一部分。

該方法進一步包括：在形成所述開口之前，圖案化所述第一介電層的所述第一部分，以形成圖案化的電介質掩模，并且其中，使用所述圖案化的電介質掩模實施形成所述開口。

在該方法中，所述第一介電層包括：氮化硅材料；以及所述第二介電層包括：氧化硅材料。

在該方法中，通過使用低壓化學汽相沉積(LPCVD)工藝來實施形成所述第一介電層。

該方法進一步包括：在填充以后，對于所述第二介電層實施拋光工藝。

在該方法中，所述拋光工藝在所述第一介電層和第二介電層之間具有低蝕刻選擇性。

該方法進一步包括：在去除之后，在所述襯底的所述第一表面上方形成III-V族層。

根據本發明的另一方面，還提供了一種制造半導體器件的方法，包括：在硅襯底的正面和背面上方形成氮化硅層，其中，所述氮化硅層的第一部分形成在所述襯底的所述正面上方，并且其中，所述氮化硅層的第二部分形成在所述襯底的所述背面上方；圖案化所述氮化硅層的所述第一部分，從而形成所述氮化硅層的圖案化的第一部分；從所述正面在所述襯底中蝕刻多個凹槽，其中，在蝕刻過程中所述氮化硅層的所述圖案化的第一部分用作蝕刻掩模；在所述襯底的所述正面上方形成氧化硅層，所述氧化硅層填充所述凹槽；以及去除所述氮化硅層的所述圖案化的第一部分而沒有去除所述氮化硅層的所述第二部分。

在該方法中，去除包括：從所述正面將熱磷酸施加給所述氮化硅層的所述圖案化的第一部分。

該方法進一步包括：在形成所述氧化硅層之后，對于所述氧化硅層實施拋光工藝。

在該方法中，所述拋光工藝在氧化硅和氮化硅之間具有低蝕刻選擇性，并且其中，所述拋光工藝去除所述氮化硅層的所述圖案化的第一部分。

該方法進一步包括：在形成所述氮化硅層之前，在所述襯底的所述正面上方形成墊氧化物層，并且其中，所述氮化硅層的所述第一部分形成在所述墊氧化物層上方。

在該方法中，使用低壓化學汽相沉積(LPCVD)工藝實施形成所述氮化硅層。

該進一步包括：在去除之后，在所述襯底的所述正面上方形成III-V族層。