[发明专利]一种防止侧向外延III族氮化物材料背面被刻蚀的方法

权利要求书

1.一种防止侧向外延III族氮化物材料背面被刻蚀的方法，其特征在于，包括以下步骤：

使用SOG工艺制备三维图形叠层掩模衬底结构中的填充层，得到上表面平整的填充层；其中三维图形叠层掩模衬底结构包括底层掩模层、填充层、顶层掩模层，填充层位于底层掩模层和顶层掩模层之间，底层掩模层和顶层掩模层的开口相互错开；

在上表面平整的填充层上制备顶层掩模层，使得顶层掩模层的表面平整即没有凹槽，从而在外延生长过程中防止侧向外延的III族氮化物材料的底层在顶层掩模层的凹槽处暴露在氢气载气中，即防止氢气从背面刻蚀已经生长的III族氮化物材料；

所述填充层的材料为SiO₂，所述SOG工艺包括：

1)将硅氧烷液体滴到高速旋转的衬底上，旋转产生的离心力将液态的硅氧烷涂敷到衬底表面，并且填平所有的凹槽，得到平整的上表面；

2)将涂敷到衬底表面的硅氧烷置于合适的温度下，蒸发水分，分解有机体，形成连续平整的SiO₂薄膜；

其中，步骤2)包括：在40～60℃条件下烘烤10～30min以蒸发溶剂；然后以1～2℃/min的速率升温到400～480℃，通过缓慢升温避免出现空洞；然后在400～480℃保持1.5～2h，让硅氧烷分解，形成致密薄膜；然后以1～2℃/min的速度降温至室温，通过缓慢降温避免应力累积导致裂纹，从而获得平整的填充层。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硅氧烷的质量分数浓度为5～8％，用量为0.1～0.2ml/cm²。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)包括：

1.1)在400～600r/min的转速下持续10～20s，将液滴铺满整个平面；然后加速到5000～6000r/min持续30～40s，让液滴形成均匀的膜；然后在400～600r/min的低转速下持续10～20s，让薄膜中心和边缘更均匀；

1.2)水平静置10～15min，在重力的作用下让薄膜更均匀。

4.一种三维图形叠层掩模衬底结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在衬底上沉积底层掩模层；

2)采用光刻方法，在底层掩模层上旋涂光刻胶，曝光显影设计底层窗口图形；

3)反应离子刻蚀出底层掩模层的窗口；

4)清洗移除底层掩模层上的光刻胶；

5)在底层掩模层上使用权利要求1～3中任一权利要求所述的方法制备填充层和顶层掩模层；

6)采用光刻方法，在顶层掩模层上旋涂光刻胶，曝光显影设计顶层窗口图形；

7)反应离子刻蚀出顶层掩模层的窗口；

8)清洗移除顶层掩模层上的光刻胶；

9)腐蚀所述填充层，直到露出底层掩模层的窗口停止腐蚀。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，采用CVD方法沉积底层掩模层和顶层掩模层，采用BOE溶液腐蚀所述填充层。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述顶层掩模层和所述底层掩模层是SiN_x。

7.根据权利要求4～6中任一权利要求所述方法制备的三维图形叠层掩模衬底结构。