本發(fā)明涉及集成電路制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種改善臺階側(cè)壁的薄膜刻蝕不完全的結(jié)構(gòu)及方法。

背景技術(shù)：

常規(guī)MEMS、紅外傳感器工藝等中會出現(xiàn)高臺階結(jié)構(gòu)，一旦形成高臺階，后續(xù)薄膜沉積在臺階表面和側(cè)壁，會在側(cè)壁上形成較厚的豎直向上的薄膜，而在圖形化該薄膜時，由于側(cè)壁的薄膜較厚，而常規(guī)半導(dǎo)體工藝的橫向刻蝕速率較低，導(dǎo)致臺階側(cè)壁的薄膜刻蝕不完全；尤其是金屬薄膜，會沿著臺階周邊側(cè)壁而保留，引起短路的問題和風(fēng)險。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服以上問題，本發(fā)明旨在提供一種改善臺階側(cè)壁的薄膜刻蝕不完全的結(jié)構(gòu)和方法。

為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種改善臺階側(cè)壁的薄膜刻蝕不完全的結(jié)構(gòu)，其包括：在臺階側(cè)壁依次設(shè)置的且高度遞減的至少一個支撐層，使得支撐層形成的結(jié)構(gòu)的頂部形成遞減緩變坡度。

優(yōu)選地，所述支撐層的頂部和外側(cè)面形成連續(xù)的圓弧狀。

優(yōu)選地，支撐層的高度呈等差遞減；最高的支撐層的高度與最低的支撐層的高度的比為(2～4):1。

優(yōu)選地，相鄰的支撐層中，靠近臺階側(cè)壁的一個支撐層的材料和與之相鄰的遠離臺階側(cè)壁的一個支撐層的材料的刻蝕選擇比小于1。

優(yōu)選地，臺階的材料為Si、SiGe或VOx，支撐層具有三個，從臺階側(cè)壁向外依次為第一支撐層、第二支撐層和第三支撐層；所述第一支撐層的材料為SiN，所述第二支撐層的材料為SiON，所述第三支撐層的材料為SiO₂。

為了達到上述目的，本發(fā)明還提供了一種上述所述的改善臺階側(cè)壁的薄膜刻蝕不完全的結(jié)構(gòu)的制備方法，其包括：

步驟01：提供一襯底；襯底表面具有臺階；

步驟02：在襯底表面沉積至少一層薄膜，并在每次沉積一層薄膜之后，對該層薄膜進行刻蝕，去除位于臺階頂部的該層薄膜，并且保留位于臺階側(cè)壁的該層薄膜，從而形成至少一個支撐層，而且，每次對薄膜的刻蝕速率遞增，從而使得支撐層形成的結(jié)構(gòu)的頂部形成遞減緩變坡度。

優(yōu)選地，所述步驟02中，除了第一次刻蝕之外，以后的每一次對薄膜的刻蝕都具有一個過刻蝕過程，使得每一次刻蝕之后的臺階側(cè)壁的支撐層頂部遞減。

優(yōu)選地，每一次過刻蝕時刻蝕掉的臺階側(cè)壁的薄膜的高度相同。

優(yōu)選地，所述步驟02中對薄膜的刻蝕采用等離子體各向異性干法刻蝕工藝。

優(yōu)選地，所述步驟01中，還包括：在臺階表面和側(cè)壁形成一層刻蝕阻擋層，該刻蝕阻擋層與支撐層的刻蝕比小于1；步驟02中，在最后一個支撐層形成之后還包括：去除臺階表面的刻蝕阻擋層。

本發(fā)明通過在臺階側(cè)壁設(shè)置具有緩變遞減坡度的結(jié)構(gòu)，使得后續(xù)沉積的薄膜在臺階側(cè)壁處也呈緩變遞減的坡度，臺階側(cè)壁的薄膜的厚度與臺階表面的薄膜的厚度較為一致，那么在后續(xù)刻蝕臺階側(cè)壁的薄膜時，可以有效避免現(xiàn)有的由于側(cè)壁薄膜較厚而且橫向刻蝕速率較低，導(dǎo)致臺階側(cè)壁的薄膜刻蝕不完全的問題。特別當(dāng)臺階為敏感材料層時，臺階上后續(xù)要覆蓋的薄膜為金屬薄膜時，由于有了本發(fā)明的臺階側(cè)壁的呈緩變遞減坡度的結(jié)構(gòu)，可以避免臺階側(cè)壁的金屬薄膜刻蝕不完全的問題，從而避免短路或斷路現(xiàn)象的發(fā)生。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一個較佳實施例的臺階側(cè)壁的側(cè)墻結(jié)構(gòu)的示意圖

圖2為本發(fā)明的一個較佳實施例的臺階側(cè)壁的側(cè)墻結(jié)構(gòu)的制備方法的流程示意圖

圖3～10為本發(fā)明的一個較佳實施例的臺階側(cè)壁的側(cè)墻結(jié)構(gòu)的制備方法的各制備步驟示意圖

具體實施方式

為使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚易懂，以下結(jié)合說明書附圖，對本發(fā)明的內(nèi)容作進一步說明。當(dāng)然本發(fā)明并不局限于該具體實施例，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員所熟知的一般替換也涵蓋在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。

以下結(jié)合附圖1～10和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式、使用非精準(zhǔn)的比例，且僅用以方便、清晰地達到輔助說明本實施例的目的。

本實施例中，以臺階側(cè)壁形成有三個支撐層為例進行說明，但這不用于限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的臺階側(cè)壁的支撐層可以為一個或以上。

請參閱圖1，本實施例中，以圖像傳感器中的臺階101為例，該臺階由形成于襯底100上的敏感材料層構(gòu)成，臺階101的材料可以為Si、SiGe或VOx，這些臺階101材料對常規(guī)的介質(zhì)材料具有很高的刻蝕比，臺階的材料與支撐層的材料的刻蝕選擇比小于1，也即是對臺階的材料的刻蝕速率遠小于對支撐層的材料的刻蝕速率。

本實施例的一種臺階側(cè)壁的側(cè)墻結(jié)構(gòu)，包括：依次位于臺階101側(cè)壁且頂部高度遞減的第一支撐層Z1、第二支撐層Z2和第三支撐層Z3。本實施例中，第一支撐層Z1的頂部和外側(cè)面為連續(xù)的圓弧狀，第二支撐層Z2的頂部和外側(cè)面為連續(xù)的圓弧狀，第三支撐層Z3的頂部和外側(cè)面為連續(xù)的圓弧狀，還可以第一支撐層Z1的材料和第二支撐層Z2的材料的刻蝕比小于1，第二支撐層Z1的材料和第三支撐層Z3的材料的刻蝕比小于1，使得制備時更容易得到高度遞減的側(cè)墻結(jié)構(gòu)；較佳的，第一支撐層Z1的材料為SiN或SiC，第二支撐層Z2的材料為SiON，第三支撐層Z3的材料為SiO₂，這里，第三支撐層Z3的SiO₂可以為標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)計量的SiO₂或者摻雜了磷和/或硼的SiO₂，則按照刻蝕速率從大到小排列為：摻雜了磷和/或硼的SiO₂＞SiO₂＞SiON＞SiN或SiC；并且，較佳的，第一支撐層Z1的高度、第二支撐層Z2的高度和第三支撐層Z3的高度的比為(2～4):(1.5～2):1，這樣，使得臺階側(cè)壁形成的側(cè)墻結(jié)構(gòu)的頂部到側(cè)壁具有緩變遞減的坡度，如果后續(xù)在襯底100上再沉積一層薄膜，并對薄膜進行刻蝕，由于緩變遞減坡度的存在，首先沉積的薄膜在臺階側(cè)壁處也呈緩變遞減的坡度，使得臺階101側(cè)壁的薄膜的厚度與臺階101表面的薄膜的厚度較為一致，那么在后續(xù)刻蝕臺階101側(cè)壁的薄膜時，可以有效避免現(xiàn)有的由于側(cè)壁薄膜較厚而且橫向刻蝕速率較低，導(dǎo)致臺階101側(cè)壁的薄膜刻蝕不完全的問題。例如，當(dāng)臺階101為敏感材料層時，臺階101上后續(xù)要覆蓋的薄膜為金屬薄膜，由于有了本實施例的臺階101側(cè)壁的呈緩變遞減坡度的結(jié)構(gòu)，可以避免臺階101側(cè)壁的金屬薄膜刻蝕不完全的問題，從而避免短路或斷路現(xiàn)象的發(fā)生。

接下來，請參閱圖2～10，本實施例上述具有三個支撐層的結(jié)構(gòu)的制備方法，包括：

步驟01：請參閱圖3，提供一襯底100；襯底100表面具有臺階101；

具體的，為了保護臺階101在后續(xù)刻蝕過程中不受到損傷，可以在臺階101表面和側(cè)壁采用化學(xué)氣相沉積方法來沉積一層較薄的刻蝕阻擋層102，刻蝕阻擋層102可以為碳薄膜或氮化硼薄膜，該刻蝕阻擋層102與后續(xù)的第一層薄膜103、第二層薄膜104、第三層薄膜105的刻蝕比相差很大，該刻蝕阻擋層102與后續(xù)的第一層薄膜103、第二層薄膜104、第三層薄膜105的刻蝕比至少小于1，也即是該刻蝕阻擋層102的刻蝕速率遠小于對后續(xù)的第一層薄膜103、第二層薄膜104、第三層薄膜105的刻蝕速率，從而在后續(xù)刻蝕第一層薄膜103、第二層薄膜104和第三層薄膜105的時候不會刻蝕掉刻蝕阻擋層102，起到保護臺階101的目的。再者，采用化學(xué)氣相沉積方法沉積的刻蝕阻擋層102較薄，在后續(xù)被去除時，很容易被刻蝕掉，不會造成臺階101的損傷，較佳的，可以采用O₂等離子體來刻蝕去除掉臺階101表面的刻蝕阻擋層102。這里的臺階101是由敏感材料層構(gòu)成的。當(dāng)不設(shè)置刻蝕阻擋層102時，敏感材料層與第一層薄膜103、第二層薄膜104和第三層薄膜105的刻蝕選擇比要足夠高，才能保證敏感材料層不被刻蝕掉或嚴重損傷。

步驟02：請參閱圖4，在襯底100表面沉積第一層薄膜103，第一層薄膜103將臺階101表面和臺階101側(cè)壁覆蓋；第一層薄膜103包括位于臺階101表面的第一水平層和位于臺階101側(cè)壁的第一豎直層；

具體的，可以但不限于采用化學(xué)氣相沉積方法來沉積第一層薄膜103。

步驟03：請參閱圖5，以第一刻蝕速率刻蝕第一層薄膜103的第一水平層，直至暴露出臺階101表面，并且保留在臺階101側(cè)壁的第一豎直層，構(gòu)成第一支撐層Z1；

具體的，可以但不限于采用等離子體各向異性刻蝕工藝，來刻蝕第一層薄膜103，等離子體各向異性刻蝕工藝在縱向的刻蝕速率遠大于橫向的刻蝕速率，再由于第一豎直層的豎直高度較高，當(dāng)將第一層薄膜103的第一水平層刻蝕掉的時候，第一豎直層還保留著，并且第一豎直層的頂部和側(cè)壁形成連續(xù)的弧形，從而構(gòu)成第一支撐層Z1。

步驟04：請參閱圖6，在完成步驟03的襯底100上沉積第二層薄膜104，第二層薄膜104將臺階101表面和第一支撐層Z1覆蓋；第二層薄膜104包括位于臺階101表面的第二水平層和位于第一支撐層Z1側(cè)壁的第二豎直層；

具體的，可以但不限于采用化學(xué)氣相沉積法來沉積第二層薄膜104。

步驟05：請參閱圖7，以第二刻蝕速率刻蝕第二層薄膜104的第二水平層和部分第二豎直層，直至暴露出臺階101表面，并且保留在第一支撐層Z1側(cè)壁的剩余的第二豎直層，構(gòu)成第二支撐層Z2；

具體的，可以但不限于采用等離子體各向異性刻蝕工藝，來刻蝕第二層薄膜104，等離子體各向異性刻蝕工藝在縱向的刻蝕速率遠大于橫向的刻蝕速率，并且，對第二層薄膜104的刻蝕速率遠大于對第一層薄膜103的刻蝕速率，再由于第一支撐層Z1、第二豎直層的豎直高度較高，當(dāng)將第二層薄膜104的第二水平層刻蝕掉的時候，第一支撐層Z1、第二豎直層還保留著，并且第二豎直層的頂部和側(cè)壁形成連續(xù)的弧形，從而構(gòu)成第二支撐層Z2。再者，對刻蝕阻擋層102刻蝕速率遠小于對第二層薄膜104的刻蝕速率，使得刻蝕阻擋層102能夠有效保護臺階101。

步驟06：請參閱圖8，在完成步驟05的襯底100上沉積第三層薄膜105，第三層薄膜105將臺階101表面和第一支撐層Z1頂部、第二支撐層Z2覆蓋；第三層薄膜105包括位于臺階101表面的第三水平層和位于第二支撐層Z2側(cè)壁的第三豎直層；

具體的，可以但不限于化學(xué)氣相沉積法來沉積第三層薄膜105。

步驟07：請參閱圖9，以第三刻蝕速率刻蝕第三層薄膜105的第三水平層和部分第三豎直層，直至暴露出臺階101表面，并且保留在第二支撐層Z2側(cè)壁的剩余的第三豎直層，構(gòu)成第三支撐層Z3；

具體的，可以但不限于采用等離子體各向異性刻蝕工藝，來刻蝕第三層薄膜105，因為等離子體各向異性刻蝕工藝在縱向的刻蝕速率遠大于橫向的刻蝕速率，并且，對第三層薄膜105的刻蝕速率遠大于對第二層薄膜104、第一層薄膜103的刻蝕速率，再由于第一支撐層Z1、第二支撐層Z2、第三豎直層的豎直高度較高，當(dāng)將第三層薄膜105的第三水平層刻蝕掉的時候，第一支撐層Z1、第二支撐層Z2、第三豎直層還保留著，并且第三豎直層的頂部和側(cè)壁形成連續(xù)的弧形，從而構(gòu)成第三支撐層Z3。再者，對刻蝕阻擋層102刻蝕速率遠小于對第三層薄膜105的刻蝕速率，使得刻蝕阻擋層102能夠有效保護臺階101。

需要說明的是，由于本實施例采用等離子體各向異性刻蝕工藝來分別刻蝕第一層薄膜103、第二層薄膜104和第三層薄膜105，而且還采用了第一刻蝕速率大于第二刻蝕速率，第二刻蝕速率大于第三刻蝕速率，那么，在刻蝕第二層薄膜104時，當(dāng)暴露出臺階101表面或刻蝕阻擋層102表面時，由于第二刻蝕速率大于第一刻蝕速率，無需延長時間或者稍微延長一下刻蝕時間即過刻蝕，就可以使得最后形成的第二支撐層Z2的頂部低于第一支撐層Z1的頂部，同理，在刻蝕第三層薄膜105時，當(dāng)暴露出臺階101表面或刻蝕阻擋層102表面時，由于第三刻蝕速率大于第二刻蝕速率，無需延長刻蝕時間或稍微延長一下刻蝕時間即過刻蝕，就可以使得最后形成的第三支撐層Z3的頂部低于第二支撐層Z2的頂部、第一支撐層Z1的頂部。最終第二支撐層Z2被刻蝕掉的高度與第二支撐層Z2的刻蝕速率和刻蝕時間有關(guān)，第三支撐層Z3被刻蝕掉的高度與第三支撐層Z3的刻蝕速率和刻蝕時間有關(guān)，可以根據(jù)實際需要來設(shè)置相應(yīng)的刻蝕速率和刻蝕時間，從而得到第一支撐層Z1的頂部、第二支撐層Z2的頂部、第三支撐層Z3的頂部依次遞減。

第三支撐層Z3形成之后，請參閱圖10，還包括：去除臺階101表面的刻蝕阻擋層102。由于采用化學(xué)氣相沉積方法沉積的刻蝕阻擋層102較薄，在后續(xù)被去除時，很容易被刻蝕掉，不會造成臺階101的損傷，較佳的，可以采用O₂等離子體來刻蝕去除掉臺階101表面的刻蝕阻擋層102。

雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭示如上，然實施例僅為了便于說明而舉例而已，并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下可作若干的更動與潤飾，本發(fā)明所主張的保護范圍應(yīng)以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。