[发明专利]硅通孔的形成方法

权利要求书

1.一种硅通孔的形成方法，其特征在于，包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底表面形成有具有开口的掩膜层；

采用博世刻蚀工艺，沿所述开口刻蚀半导体衬底，所述博世刻蚀工艺包括循环交替的刻蚀和沉积步骤，连续的一次刻蚀和一次沉积步骤为一个循环，一个循环的总时间为刻蚀的循环时间，调整所述博世刻蚀的循环时间值从第一循环时间逐渐变为第二循环时间，形成硅通孔。

2.根据权利要求1所述的硅通孔的形成方法，其特征在于，所述循环时间包括刻蚀时间和沉积时间，调整所述博世刻蚀的循环时间过程中，仅改变循环时间中的刻蚀时间。

3.根据权利要求1所述的硅通孔的形成方法，其特征在于，所述循环时间包括刻蚀时间和沉积时间，调整所述博世刻蚀的循环时间过程中，同时改变循环时间中的刻蚀时间和沉积时间。

4.根据权利要求2或3所述的硅通孔的形成方法，其特征在于，所述第一循环时间大于第二循环时间。

5.根据权利要求4所述的硅通孔的形成方法，其特征在于，调整所述博世刻蚀的循环时间从第一循环时间逐渐变为第二循环时间的方法为：按照线性规律从第一循环时间逐渐减小至第二循环时间。

6.根据权利要求4所述的硅通孔的形成方法，其特征在于，调整所述博世刻蚀的循环时间从第一循环时间逐渐变为第二循环时间的方法为：按照抛物线规律从第一循环时间逐渐减小至第二循环时间。

7.根据权利要求4所述的硅通孔的形成方法，其特征在于，所述第一循环时间为第二循环时间的1～5倍。

8.根据权利要求7所述的硅通孔的形成方法，其特征在于，所述第一循环时间中，刻蚀步骤的时间为2.5s～3.5s，沉积步骤的时间为1.3s～2.3s；所述第二循环时间中，刻蚀步骤的时间为0.9s～1.9s，沉积步骤的时间为0.7s～1.7s；从第一循环时间变为第二循环时间经过的循环次数为3～7次，所述博世刻蚀的循环时间值由第一循环时间按照线性规律逐渐降低至第二循环时间，形成的硅通孔的宽度为7微米～8微米。

9.根据权利要求2或3所述的硅通孔的形成方法，其特征在于，所述第一循环时间小于第二循环时间。

10.根据权利要求9所述的硅通孔的形成方法，其特征在于，调整所述博世刻蚀的循环时间从第一循环时间逐渐变为第二循环时间的方法为：按照线性规律从第一循环时间逐渐增大至第二循环时间。

11.根据权利要求9所述的硅通孔的形成方法，其特征在于，调整所述博世刻蚀的循环时间从第一循环时间逐渐变为第二循环时间的方法为：按照抛物线规律从第一循环时间逐渐增大至第二循环时间。

12.根据权利要求9所述的硅通孔的形成方法，其特征在于，所述第二循环时间为第一循环时间的1～5倍。

13.根据权利要求1所述的硅通孔的形成方法，其特征在于，还包括：所述博世刻蚀的循环时间变为第二循环时间之后，保持所述循环时间为第二循环时间，继续刻蚀所述半导体衬底至预设深度，形成侧壁垂直的硅通孔。

14.根据权利要求1所述的硅通孔的形成方法，其特征在于，所述博世刻蚀工艺中采用的刻蚀步骤采用的刻蚀气体为SF₆，刻蚀温度为0℃～50℃，反应腔压强为60mTorr～200mTorr，源射频功率为1000W～5000W，偏置射频功率为40W～200W，SF₆的流量为300sccm～2000sccm，单次刻蚀步骤的时间为1s～60s。

15.根据权利要求14所述的硅通孔的形成方法，其特征在于，所述博世刻蚀工艺中的沉积步骤采用的沉积气体为C₄F₈、C₄F₆、CHF₃、CH₂F₂、C₅F₈或COS中的一种或几种，沉积温度为0℃～50℃，反应腔压强为60mTorr～200mTorr，源射频功率为1000W～5000W，偏置射频功率为0W～300W，沉积气体的流量为300sccm～1000sccm，单次沉积步骤的时间为1s～60s。

16.根据权利要求1所述的硅通孔的形成方法，其特征在于，所述掩膜层的材料为光刻胶、无定形碳、SiO₂、SiN、SiON、TiN、TaN、SiN、SiCN、SiC或BN。