[發(fā)明專利]基片刻蝕方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310271160.5
• 申請(qǐng)日: 2013-06-27
• 公開（公告）號(hào): CN104253017A
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李成強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京北方華創(chuàng)微電子裝備有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/02
• 分類號(hào): H01L21/02;H01L21/3065
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11112
• 代理人: 彭瑞欣;張?zhí)焓?/td>

本發(fā)明提供的基片刻蝕方法，其包括以下步驟：主刻蝕步驟，向反應(yīng)腔室通入刻蝕氣體和輔助氣體，并開啟激勵(lì)電源和偏壓電源，以對(duì)基片刻蝕預(yù)定刻蝕深度，其中，所述輔助氣體包括氟化物氣體；過刻蝕步驟，向反應(yīng)腔室內(nèi)通入所述刻蝕氣體，并開啟激勵(lì)電源和偏壓電源，以調(diào)節(jié)基片的溝槽形貌。本發(fā)明提供的基片刻蝕方法，其不僅可以提高工藝的靈活性，而且還可以提高基片溝槽底部的平整性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基片刻蝕方法。

背景技術(shù)

PSS(Patterned Sapp Substrates，圖形化藍(lán)寶石基片)技術(shù)是目前普遍采用的一種提高GaN(氮化鎵)基LED器件的出光效率的方法。在進(jìn)行PSS工藝的過程中，其通常采用ICP技術(shù)刻蝕基片表面，以形成需要的圖形，再采用外延工藝在刻蝕后的基片表面上生長GaN薄膜。刻蝕工藝所獲得的基片溝槽底部的平整性越好，越有利于后續(xù)的外延工藝，外延GaN薄膜的晶體質(zhì)量越高。

目前，在采用電感耦合等離子體(Inductively Coupled Plasma，以下簡(jiǎn)稱ICP)設(shè)備對(duì)基片表面進(jìn)行刻蝕時(shí)，例如，在12英寸ICP設(shè)備中，通常采用BCl3(氯化硼)作為刻蝕氣體，且PSS刻蝕工藝包括兩個(gè)步驟，即：主刻蝕步驟和過刻蝕步驟。其中，主刻蝕步驟用于控制工藝的刻蝕速率和刻蝕選擇比，其典型的工藝參數(shù)為：反應(yīng)腔室的腔室壓力的范圍在3～5mT；激勵(lì)功率的范圍在2000～2400W；偏壓功率的范圍在100～300W；BCl3的流量范圍在50～150sccm。過刻蝕步驟用于調(diào)節(jié)基片形貌，其典型的工藝參數(shù)為：反應(yīng)腔室的腔室壓力的范圍在1.5～2mT；激勵(lì)功率的范圍在1400～2000W；偏壓功率的范圍在2100～700W；BCl3的流量范圍在30～100sccm。

上述PSS刻蝕工藝在實(shí)際應(yīng)用中不可避免地存在以下問題：

其一，在主刻蝕步驟中，由于僅采用BCl3作為刻蝕氣體，刻蝕氣體的種類單一，導(dǎo)致上述PSS刻蝕工藝的工藝調(diào)節(jié)窗口較小，從而降低了工藝的靈活性。

其二，在進(jìn)行主刻蝕步驟時(shí)，由于BCl3在輝光放電的條件下離化生成的離化粒子，其所含的BClx粒子的數(shù)量較多，而Cl自由基的數(shù)量較少，導(dǎo)致起物理刻蝕作用的高能離子所占比例高于起化學(xué)刻蝕作用的自由基所占比例，這使得濺射至溝槽底部的離子流的密度較大，并且由于溝槽側(cè)壁會(huì)將濺射至其上的離子流朝向側(cè)壁與底部的拐角處反射，導(dǎo)致該拐角處因離子流的密度增大而受到更多的刻蝕，從而隨著刻蝕時(shí)間的積累，最終在該拐角處形成凹槽，如圖2所示，這會(huì)導(dǎo)致基片溝槽的底部不平整，從而給后續(xù)的外延工藝產(chǎn)生不良影響，降低了外延薄膜的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一，提出了一種基片刻蝕方法，其不僅可以提高工藝的靈活性，而且還可以提高基片溝槽底部的平整性。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的而提供一種基片刻蝕方法，包括以下步驟：

主刻蝕步驟，向反應(yīng)腔室通入刻蝕氣體和輔助氣體，并開啟激勵(lì)電源和偏壓電源，以對(duì)基片刻蝕預(yù)定刻蝕深度，其中，所述輔助氣體包括氟化物氣體；

過刻蝕步驟，向反應(yīng)腔室內(nèi)通入所述刻蝕氣體，并開啟激勵(lì)電源和偏壓電源，以調(diào)節(jié)基片的溝槽形貌。

其中，所述氟化物氣體包括三氟氫化碳、氟氫化碳、三氟化氮和氟硫化合物中的一種或多種。

優(yōu)選地，在所述主刻蝕步驟和過刻蝕步驟中，所述刻蝕氣體包括氯化硼。

優(yōu)選地，在所述主刻蝕步驟中，所述刻蝕氣體的流量范圍在80～100sccm。