一種光柵及其制造方法、電子裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體制造工藝，具體而言涉及一種光柵及其制造方法、電子裝置。
【背景技術】
[0002]光柵是一種利用多縫衍射原理使光發生色散(分解為光譜)的光學元件。現有的半導體制造工藝通過干法蝕刻沉積在半導體襯底上的氮化硅層以形成作為光柵的線陣列，由于所述干法蝕刻并未穿透氮化硅層且在氮化硅層與半導體襯底之間并未形成蝕刻停止層來確定刻蝕終點，因此，形成的線陣列出現厚度不均一的問題，進而直接影響光柵的性倉泛。
[0003]因此，需要提出一種方法，以解決上述問題。
【發明內容】
[0004]針對現有技術的不足，本發明提供一種光柵的制造方法，包括:提供基底，在所述基底上依次沉積下層氧化物層、第一氮化硅層和上層氧化物層；蝕刻所述上層氧化物層，形成多個等間距排布的光柵線陣列圖案；沉積第二氮化硅層，覆蓋所述光柵線陣列圖案；執行化學機械研磨，直至露出所述光柵線陣列圖案的頂部；蝕刻所述第二氮化硅層和所述第一氮化硅層，以在其中形成露出所述下層氧化物層的開口 ；沉積另一氧化物層，完全填充所述開口 ；執行另一化學機械研磨，直至所述另一氧化物層的表面平坦。
[0005]在一個示例中，所述氧化物層為二氧化硅層。
[0006]在一個示例中，所述第一氮化硅層的厚度為233nm-243nm，所述上層氧化物層的厚度為 103nm_107nm。
[0007]在一個示例中,所述蝕刻為反應離子蝕刻。
[0008]在一個示例中，所述光柵線陣列圖案的深寬比大于等于I。
[0009]在一個實施例中，本發明還提供一種采用上述方法制造的光柵。
[0010]在一個實施例中，本發明還提供一種電子裝置，所述電子裝置包括所述光柵。
[0011]根據本發明，通過控制覆蓋所述第一氮化硅層的上層氧化物層的沉積厚度來確定所述光柵線陣列圖案的高度，可以有效改善所述光柵線陣列圖案的高度的均一性，從而提升所述光柵的性能。
【附圖說明】
[0012]本發明的下列附圖在此作為本發明的一部分用于理解本發明。附圖中示出了本發明的實施例及其描述，用來解釋本發明的原理。
[0013]附圖中:
[0014]圖1A-圖1E為根據本發明示例性實施例一的方法依次實施的步驟所分別獲得的器件的示意性剖面圖；
[0015]圖2為根據本發明示例性實施例一的方法依次實施的步驟的流程圖。
【具體實施方式】
[0016]在下文的描述中，給出了大量具體的細節以便提供對本發明更為徹底的理解。然而，對于本領域技術人員而言顯而易見的是，本發明可以無需一個或多個這些細節而得以實施。在其他的例子中，為了避免與本發明發生混淆，對于本領域公知的一些技術特征未進行描述。
[0017]為了徹底理解本發明，將在下列的描述中提出詳細的步驟，以便闡釋本發明提出的光柵及其制造方法、電子裝置。顯然，本發明的施行并不限定于半導體領域的技術人員所熟習的特殊細節。本發明的較佳實施例詳細描述如下，然而除了這些詳細描述外，本發明還可以具有其他實施方式。
[0018]應當理解的是，當在本說明書中使用術語“包含”和/或“包括”時，其指明存在所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件，但不排除存在或附加一個或多個其他特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組合。
[0019][示例性實施例一]
[0020]參照圖1A-圖1E，其中示出了根據本發明示例性實施例一的方法依次實施的步驟所分別獲得的器件的示意性剖面圖。
[0021]首先，如圖1A所示，提供基底100，作為示例，基底100為一平板，其形狀大小不限，可以為圓形平板，方形平板等，也可以根據實際需要制備。基底100可以為半導體基底或硅基基底，具體地，基底100的材料可以為氮化鎵、砷化鎵、藍寶石、氧化鋁、氧化鎂、硅、石英或玻璃等。進一步地，基底100的材料可以為摻雜的半導體材料如P型氮化鎵或N型氮化鎵等。
[0022]接下來，在基底100上依次沉積下層氧化物層101、第一氮化硅層102和上層氧化物層103。所述沉積為低壓化學氣相沉積(LPCVD)、等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)、超高真空化學氣相沉積(UHVCVD)、快速熱化學氣相沉積(RTCVD)、物理氣相沉積(PVD)、原子層沉積(ALD)和分子束外延(MBE)中的一種。作為示例，下層氧化物層101和上層氧化物層103的材料可以為二氧化硅。氮化硅層102的厚度可以為233nm-243nm，上層氧化物層103的厚度可以為103nm-107nm。
[0023]接著，如圖1B所示，蝕刻上層氧化物層103，形成多個等間距排布的光柵線陣列圖案104。光柵線陣列圖案104的深寬比大于等于I。作為示例，所述蝕刻可以為反應離子蝕刻(RIE)，刻蝕氣體包括四氟化碳(CF4)、六氟化硫(SF6)以及氬氣(Ar)等。實施所述蝕刻之前，在上層氧化物層103的表面形成圖形化的掩膜層，作為示例，所述圖形化的掩膜層可以為通過涂布、曝光、顯影等工藝形成的光刻膠層。實施所述蝕刻之后，采用干法灰化工藝去除所述圖形化的掩膜層。
[0024]接著，如圖1C所示，沉積第二氮化硅層，覆蓋光柵線陣列圖案104。所述沉積為低壓化學氣相沉積、等離子體增強化學氣相沉積、超高真空化學氣相沉積、快速熱化學氣相沉積、物理氣相沉積、原子層沉積和分子束外延中的一種。然后，執行化學機械研磨，直至露出光柵線陣列圖案104的頂部。
[0025]接著，如圖1D所示，蝕刻所述第二氮化硅層和第一氮化硅層102，以在其中形成露出下層氧化物層101的開口 105。作為示例，所述蝕刻可以為反應離子蝕刻(RIE)，刻蝕氣體包括四氟化碳(CF4)、六氟化硫(SF6)以及氬氣(Ar)等。實施所述蝕刻之前，在所述第二氮化硅層的表面形成另一圖形化的掩膜層，作為示例，所述另一圖形化的掩膜層可以為通過涂布、曝光、顯影等工藝形成的光刻膠層。實施所述蝕刻之后，采用干法灰化工藝去除所述另一圖形化的掩膜層。開口 105的大小和數量依據實際需要而定。
[0026]接著，如圖1E所示，沉積另一氧化物層，完全填充開口 105。所述沉積為低壓化學氣相沉積、等離子體增強化學氣相沉積、超高真空化學氣相沉積、快速熱化學氣相沉積、物理氣相沉積、原子層沉積和分子束外延中的一種。然后，執行另一化學機械研磨，直至所述另一氧化物層的表面平坦。
[0027]至此，完成了根據本發明示例性實施例一的方法實施的工藝步驟。根據本發明，通過控制覆蓋第一氮化硅層102的上層氧化物層103的沉積厚度來確定光柵線陣列圖案104的高度，可以有效改善光柵線陣列圖案104的高度的均一性，從而提升光柵的性能。
[0028]參照圖2，其中示出了根據本發明示例性實施例一的方法依次實施的步驟的流程圖，用于簡要示出制造工藝的流程。
[0029]在步驟201中，提供基底，在基底上依次沉積下層氧化物層、第一氮化硅層和上層氧化物層；
[0030]在步驟202中，蝕刻上層氧化物層，形成多個等間距排布的光柵線陣列圖案；
[0031]在步驟203中，沉積第二氮化硅層，覆蓋光柵線陣列圖案；
[0032]在步驟204中，執行化學機械研磨，直至露出光柵線陣列圖案的頂部；
[0033]在步驟205中，蝕刻第二氮化硅層和第一氮化硅層，以在其中形成露出下層氧化物層的開口；
[0034]在步驟206中，沉積另一氧化物層，完全填充所述開口 ；
[0035]在步驟207中，執行另一化學機械研磨，直至另一氧化物層的表面平坦。
[0036][示例性實施例二]
[0037]本發明還提供一種光柵，所述光柵選用示例性實施例一所述的方法制備。通過所述方法制備得到的光柵的線陣列特征尺寸具有高度的均一性，性能得到極大提升。
[0038][示例性實施例三]
[0039]本發明還提供一種電子裝置，其包括示例性實施例二所述的光柵。所述電子裝置可以是手機、平板電腦、筆記本電腦、上網本、游戲機、電視機、V⑶、DVD、導航儀、照相機、攝像機、錄音筆、MP3、MP4、PSP等任何電子產品或設備，也可以是任何包括所述光柵的中間產品。所述電子裝置，由于使用了所述光柵，因而具有更好的性能。
[0040]本發明已經通過上述實施例進行了說明，但應當理解的是，上述實施例只是用于舉例和說明的目的，而非意在將本發明限制于所描述的實施例范圍內。此外本領域技術人員可以理解的是，本發明并不局限于上述實施例，根據本發明的教導還可以做出更多種的變型和修改，這些變型和修改均落在本發明所要求保護的范圍以內。本發明的保護范圍由附屬的權利要求書及其等效范圍所界定。
【主權項】
1.一種光柵的制造方法，包括: 提供基底，在所述基底上依次沉積下層氧化物層、第一氮化硅層和上層氧化物層； 蝕刻所述上層氧化物層，形成多個等間距排布的光柵線陣列圖案； 沉積第二氮化硅層，覆蓋所述光柵線陣列圖案； 執行化學機械研磨，直至露出所述光柵線陣列圖案的頂部； 蝕刻所述第二氮化硅層和所述第一氮化硅層，以在其中形成露出所述下層氧化物層的開口 ； 沉積另一氧化物層，完全填充所述開口 ； 執行另一化學機械研磨，直至所述另一氧化物層的表面平坦。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化物層為二氧化硅層。3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一氮化硅層的厚度為233nm-243nm,所述上層氧化物層的厚度為103nm-107nm。4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述蝕刻為反應離子蝕刻。5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述光柵線陣列圖案的深寬比大于等于16.一種米用權利要求1-5之一所述的方法制造的光柵。7.一種電子裝置，所述電子裝置包括權利要求6所述的光柵。
【專利摘要】本發明提供一種光柵及其制造方法、電子裝置，所述方法包括：提供基底，在基底上依次沉積下層氧化物層、第一氮化硅層和上層氧化物層；蝕刻上層氧化物層，形成多個等間距排布的光柵線陣列圖案；沉積第二氮化硅層，覆蓋所述光柵線陣列圖案；執行化學機械研磨，直至露出所述光柵線陣列圖案的頂部；蝕刻第二氮化硅層和第一氮化硅層，以在其中形成露出下層氧化物層的開口；沉積另一氧化物層，完全填充所述開口；執行另一化學機械研磨，直至另一氧化物層的表面平坦。根據本發明，通過控制覆蓋第一氮化硅層的上層氧化物層的沉積厚度來確定所述光柵線陣列圖案的高度，可以有效改善所述光柵線陣列圖案的高度的均一性，從而提升所述光柵的性能。
【IPC分類】G02B5/18
【公開號】CN105511002
【申請號】CN201410490639
【發明人】倪梁, 汪新學, 伏廣才
【申請人】中芯國際集成電路制造(上海)有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2014年9月23日