[发明专利]用于多水平蚀刻的方法、半导体感测装置及其制造方法

说明书

本发明提供了一种用于多水平蚀刻的方法、半导体感测装置及其制造方法。所述方法包含：提供衬底；在所述衬底的控制区域上方形成第一参考特征；在所述第一参考特征上方形成可蚀刻层并且在所述衬底上方形成目标区域；图案化在所述可蚀刻层上方的掩蔽层，所述掩蔽层具有投影在所述控制区域上方的第一开口以及投影在所述目标区域上方的第二开口；以及穿过所述第一开口和所述第二开口移除所述可蚀刻层的一部分直至到达所述第一参考特征。还公开了通过多水平蚀刻制造的半导体感测装置。

相关申请的交叉参考

本申请主张2019年1月18日递交的标题为“用于多水平蚀刻的方法、半导体感测装置以及用于制造半导体感测装置的方法(Method for multi-level etch,semiconductorsensing device,and method for manufacturing semiconductor sensing device)”的美国序列号62/794,130的先前递交的美国临时申请的权益，所述申请的全部公开内容以全文引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及用于多水平蚀刻半导体感测装置的方法，以及用于通过应用多水平蚀刻来制造半导体感测装置的方法。确切地说，涉及采用参考特征的多水平蚀刻。

背景技术

在半导体结构制造的过程期间通常使用干式蚀刻和湿式蚀刻操作。移除可蚀刻材料以暴露对蚀刻化学作用选择性的另一种材料。干式蚀刻操作的特性包含提供可控制尺寸的材料移除，然而，由于高能量原子/分子轰击，暴露的材料的表面可能在宏观或甚至微观水平被损坏。当待暴露的材料拥有微型尺寸和/或经配置为关键载子沟道时，结构性缺陷可能使其电气性能劣化。

另一方面，湿式蚀刻操作提供更温和的方式来移除可蚀刻材料并且暴露对蚀刻化学作用选择性的另一种材料，然而，由于湿式蚀刻操作的各向同性本质，待移除的材料的尺寸与采用干式蚀刻操作相比不太可控制。换句话说，在湿式蚀刻操作中的过程变化预期为大于干式蚀刻操作的过程变化。类似地，当待暴露的材料拥有微型尺寸和/或经配置为关键载子沟道时，此类过程变化可能造成装置性能变化。

因此当蚀刻操作涉及微型尺寸结构和/或关键载子沟道结构的暴露时需要组合干式蚀刻和湿式蚀刻操作的优点的多水平蚀刻的方法。

发明内容

在一些实施例中，本发明提供了一种用于多水平蚀刻的方法。所述方法包含：提供衬底；在衬底的控制区域上方形成第一参考特征；在第一参考特征上方形成可蚀刻层并且在衬底上方形成目标区域；图案化在可蚀刻层上方的掩蔽层，掩蔽层具有投影在控制区域上方的第一开口以及投影在目标区域上方的第二开口；以及穿过第一开口和第二开口移除可蚀刻层的一部分直至到达第一参考特征。

在一些实施例中，本发明提供了一种用于制造半导体感测装置的方法。所述方法包含：提供衬底；在衬底的控制区域上方形成参考特征；在衬底的目标区域上方形成感测特征；在衬底的控制区域和目标区域上方形成可蚀刻层；图案化在可蚀刻层上方的掩蔽层。掩蔽层具有投影在参考特征上方的第一开口以及投影在感测特征上方的第二开口；以及穿过第一开口和第二开口移除可蚀刻层的一部分直至到达参考特征。

在一些实施例中，本发明提供了一种半导体感测装置。所述装置包含具有感测区域的衬底。感测区域包含具有在衬底的顶部表面上的锚定部分的作用特征、与衬底的顶部表面间隔开垂直距离并且连接到锚定部分的升高部分，以及在衬底的顶部表面上并且连接到锚定部分的纳米线部分。垂直距离大于或等于纳米线部分的厚度。

附图说明

当结合附图阅读时，从以下详细描述容易理解本发明的方面。应注意，各种特征可能并不按比例绘制。实际上，为了论述的清楚起见，可任意增大或减小各个特征的尺寸。

图1A是根据本发明的一些实施例在多水平蚀刻的中间阶段期间的结构的截面图。