[发明专利]一种制备平行斜刻凹槽图形化硅衬底的方法

说明书

本发明涉及一种制备平行斜刻凹槽图形化硅衬底的方法，通过湿法腐蚀的方法，在30‑60℃的15wt％‑25wt％KOH溶液中20‑50min腐蚀后，可以在(113)表面的硅衬底上刻蚀出了分布均匀、边界清晰可见的斜刻凹槽，凹槽各面分别为(1‑11)面，(011)面，(‑11‑1)面，凹槽的深度与温度和时间呈正相关。该方法为硅衬底提供了不同的晶面以及不同的形貌，为硅衬底凹槽提供更多选择性。硅衬底不同的表面有不同的性质，本发明的方法为后续制作半导体器件提供了新型的衬底表面选择。

技术领域

本发明涉及半导体领域，具体涉及一种基于湿法腐蚀制备平行斜刻凹槽图形化硅衬底的方法。

背景技术

硅材料是半导体行业的核心，也是半导体器件制备的基础。硅是一种具有各向异性的材料，不同晶向的性质不同。目前，市面上硅衬底主要是硅(111)面衬底，但是随着半导体器件的发展与进步，硅(111)面逐渐不能满足人们的需要。通过光刻和湿法腐蚀的方法，可以定向腐蚀硅的表面，制备图形化的硅衬底。硅的图形化衬底可以在同一片硅片上同时存在不同的表面以及不同的斜刻凹槽深度，以便于不同类型的半导体器件的制备。

在实际的生产中，硅的(1-11)面的图形化衬底是氮化镓发光器件制备的基础。没有良好质量的(1-11)面的硅衬底就无法制备合适晶向的氮化镓器件。进一步，硅的其他表面也有不同的应用，此处不赘述。但目前为止关于图形衬底的制备，还没有一个比较系统的研究。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不全面性，提出一种基于湿法腐蚀制备平行斜刻凹槽图形化硅衬底的方法

本发明的一种制备平行斜刻凹槽图形化硅衬底的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

1)准备图形化硅衬底的样品，并测试所述样品的图形化硅衬底的参考面；

2)清洗所述样品；

3)在所述图形化硅衬底上淀积一层SiO₂或SiN_x；

4)确定光刻条纹方向；

5)对完成步骤3)的样品进行光刻；

6)对完成步骤5)的样品进行腐蚀；

7)对腐蚀后具有斜刻凹槽的样品进行表征，确定斜刻凹槽各表面的类型以及斜刻凹槽的质量。

进一步，本发明所述方法中样品的斜刻凹槽的三个面分别为硅的(1-11)面、(-11-1)面和(011)面，且其中的(011)面为斜刻凹槽的底部面，所述斜刻凹槽的深度为2-6um，深度指的是从硅片表面到腐蚀最深处的垂直距离。

进一步，本发明所述方法中品的图形化硅衬底的表面为硅的(113)面。

进一步，本发明所述方法的步骤2)中样品的清洗流程为：去离子水超声清洗25-30min；无水乙醇超声25-30min；去离子水超声25-30min；丙酮超声25-30min；去离子水超声25-30min；将清洗后的样品烘干备用。

进一步，本发明所述方法的步骤1)中测试使用XRD设备对所述参考面进行确定，得到所述参考面为硅的(1-10)面。

进一步，本发明所述方法中淀积的SiO₂或SiN_x的厚度为50-100nm。

进一步，本发明所述方法中光刻条纹方向沿硅的[21-1]方向。

进一步，本发明所述方法的光刻过程采用感应耦合等离子体刻蚀除去经光刻暴露出来的SiO₂掩膜层直至硅片表面。