一种光栅及其制造方法、电子装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体制造工艺，具体而言涉及一种光栅及其制造方法、电子装置。
【背景技术】
[0002]光栅是一种利用多缝衍射原理使光发生色散(分解为光谱)的光学元件。现有的半导体制造工艺通过干法蚀刻沉积在半导体衬底上的氮化硅层以形成作为光栅的线阵列，由于所述干法蚀刻并未穿透氮化硅层且在氮化硅层与半导体衬底之间并未形成蚀刻停止层来确定刻蚀终点，因此，形成的线阵列出现厚度不均一的问题，进而直接影响光栅的性倉泛。
[0003]因此，需要提出一种方法，以解决上述问题。
【发明内容】
[0004]针对现有技术的不足，本发明提供一种光栅的制造方法，包括:提供基底，在所述基底上依次沉积下层氧化物层、第一氮化硅层和上层氧化物层；蚀刻所述上层氧化物层，形成多个等间距排布的光栅线阵列图案；沉积第二氮化硅层，覆盖所述光栅线阵列图案；执行化学机械研磨，直至露出所述光栅线阵列图案的顶部；蚀刻所述第二氮化硅层和所述第一氮化硅层，以在其中形成露出所述下层氧化物层的开口 ；沉积另一氧化物层，完全填充所述开口 ；执行另一化学机械研磨，直至所述另一氧化物层的表面平坦。
[0005]在一个示例中，所述氧化物层为二氧化硅层。
[0006]在一个示例中，所述第一氮化硅层的厚度为233nm-243nm，所述上层氧化物层的厚度为 103nm_107nm。
[0007]在一个示例中,所述蚀刻为反应离子蚀刻。
[0008]在一个示例中，所述光栅线阵列图案的深宽比大于等于I。
[0009]在一个实施例中，本发明还提供一种采用上述方法制造的光栅。
[0010]在一个实施例中，本发明还提供一种电子装置，所述电子装置包括所述光栅。
[0011]根据本发明，通过控制覆盖所述第一氮化硅层的上层氧化物层的沉积厚度来确定所述光栅线阵列图案的高度，可以有效改善所述光栅线阵列图案的高度的均一性，从而提升所述光栅的性能。
【附图说明】
[0012]本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。
[0013]附图中:
[0014]图1A-图1E为根据本发明示例性实施例一的方法依次实施的步骤所分别获得的器件的示意性剖面图；
[0015]图2为根据本发明示例性实施例一的方法依次实施的步骤的流程图。
【具体实施方式】
[0016]在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
[0017]为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤，以便阐释本发明提出的光栅及其制造方法、电子装置。显然，本发明的施行并不限定于半导体领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
[0018]应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。
[0019][示例性实施例一]
[0020]参照图1A-图1E，其中示出了根据本发明示例性实施例一的方法依次实施的步骤所分别获得的器件的示意性剖面图。
[0021]首先，如图1A所示，提供基底100，作为示例，基底100为一平板，其形状大小不限，可以为圆形平板，方形平板等，也可以根据实际需要制备。基底100可以为半导体基底或硅基基底，具体地，基底100的材料可以为氮化镓、砷化镓、蓝宝石、氧化铝、氧化镁、硅、石英或玻璃等。进一步地，基底100的材料可以为掺杂的半导体材料如P型氮化镓或N型氮化镓等。
[0022]接下来，在基底100上依次沉积下层氧化物层101、第一氮化硅层102和上层氧化物层103。所述沉积为低压化学气相沉积(LPCVD)、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、超高真空化学气相沉积(UHVCVD)、快速热化学气相沉积(RTCVD)、物理气相沉积(PVD)、原子层沉积(ALD)和分子束外延(MBE)中的一种。作为示例，下层氧化物层101和上层氧化物层103的材料可以为二氧化硅。氮化硅层102的厚度可以为233nm-243nm，上层氧化物层103的厚度可以为103nm-107nm。
[0023]接着，如图1B所示，蚀刻上层氧化物层103，形成多个等间距排布的光栅线阵列图案104。光栅线阵列图案104的深宽比大于等于I。作为示例，所述蚀刻可以为反应离子蚀刻(RIE)，刻蚀气体包括四氟化碳(CF4)、六氟化硫(SF6)以及氩气(Ar)等。实施所述蚀刻之前，在上层氧化物层103的表面形成图形化的掩膜层，作为示例，所述图形化的掩膜层可以为通过涂布、曝光、显影等工艺形成的光刻胶层。实施所述蚀刻之后，采用干法灰化工艺去除所述图形化的掩膜层。
[0024]接着，如图1C所示，沉积第二氮化硅层，覆盖光栅线阵列图案104。所述沉积为低压化学气相沉积、等离子体增强化学气相沉积、超高真空化学气相沉积、快速热化学气相沉积、物理气相沉积、原子层沉积和分子束外延中的一种。然后，执行化学机械研磨，直至露出光栅线阵列图案104的顶部。
[0025]接着，如图1D所示，蚀刻所述第二氮化硅层和第一氮化硅层102，以在其中形成露出下层氧化物层101的开口 105。作为示例，所述蚀刻可以为反应离子蚀刻(RIE)，刻蚀气体包括四氟化碳(CF4)、六氟化硫(SF6)以及氩气(Ar)等。实施所述蚀刻之前，在所述第二氮化硅层的表面形成另一图形化的掩膜层，作为示例，所述另一图形化的掩膜层可以为通过涂布、曝光、显影等工艺形成的光刻胶层。实施所述蚀刻之后，采用干法灰化工艺去除所述另一图形化的掩膜层。开口 105的大小和数量依据实际需要而定。
[0026]接着，如图1E所示，沉积另一氧化物层，完全填充开口 105。所述沉积为低压化学气相沉积、等离子体增强化学气相沉积、超高真空化学气相沉积、快速热化学气相沉积、物理气相沉积、原子层沉积和分子束外延中的一种。然后，执行另一化学机械研磨，直至所述另一氧化物层的表面平坦。
[0027]至此，完成了根据本发明示例性实施例一的方法实施的工艺步骤。根据本发明，通过控制覆盖第一氮化硅层102的上层氧化物层103的沉积厚度来确定光栅线阵列图案104的高度，可以有效改善光栅线阵列图案104的高度的均一性，从而提升光栅的性能。
[0028]参照图2，其中示出了根据本发明示例性实施例一的方法依次实施的步骤的流程图，用于简要示出制造工艺的流程。
[0029]在步骤201中，提供基底，在基底上依次沉积下层氧化物层、第一氮化硅层和上层氧化物层；
[0030]在步骤202中，蚀刻上层氧化物层，形成多个等间距排布的光栅线阵列图案；
[0031]在步骤203中，沉积第二氮化硅层，覆盖光栅线阵列图案；
[0032]在步骤204中，执行化学机械研磨，直至露出光栅线阵列图案的顶部；
[0033]在步骤205中，蚀刻第二氮化硅层和第一氮化硅层，以在其中形成露出下层氧化物层的开口；
[0034]在步骤206中，沉积另一氧化物层，完全填充所述开口 ；
[0035]在步骤207中，执行另一化学机械研磨，直至另一氧化物层的表面平坦。
[0036][示例性实施例二]
[0037]本发明还提供一种光栅，所述光栅选用示例性实施例一所述的方法制备。通过所述方法制备得到的光栅的线阵列特征尺寸具有高度的均一性，性能得到极大提升。
[0038][示例性实施例三]
[0039]本发明还提供一种电子装置，其包括示例性实施例二所述的光栅。所述电子装置可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、上网本、游戏机、电视机、V⑶、DVD、导航仪、照相机、摄像机、录音笔、MP3、MP4、PSP等任何电子产品或设备，也可以是任何包括所述光栅的中间产品。所述电子装置，由于使用了所述光栅，因而具有更好的性能。
[0040]本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。
【主权项】
1.一种光栅的制造方法，包括: 提供基底，在所述基底上依次沉积下层氧化物层、第一氮化硅层和上层氧化物层； 蚀刻所述上层氧化物层，形成多个等间距排布的光栅线阵列图案； 沉积第二氮化硅层，覆盖所述光栅线阵列图案； 执行化学机械研磨，直至露出所述光栅线阵列图案的顶部； 蚀刻所述第二氮化硅层和所述第一氮化硅层，以在其中形成露出所述下层氧化物层的开口 ； 沉积另一氧化物层，完全填充所述开口 ； 执行另一化学机械研磨，直至所述另一氧化物层的表面平坦。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化物层为二氧化硅层。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一氮化硅层的厚度为233nm-243nm,所述上层氧化物层的厚度为103nm-107nm。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述蚀刻为反应离子蚀刻。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光栅线阵列图案的深宽比大于等于16.一种米用权利要求1-5之一所述的方法制造的光栅。7.一种电子装置，所述电子装置包括权利要求6所述的光栅。
【专利摘要】本发明提供一种光栅及其制造方法、电子装置，所述方法包括：提供基底，在基底上依次沉积下层氧化物层、第一氮化硅层和上层氧化物层；蚀刻上层氧化物层，形成多个等间距排布的光栅线阵列图案；沉积第二氮化硅层，覆盖所述光栅线阵列图案；执行化学机械研磨，直至露出所述光栅线阵列图案的顶部；蚀刻第二氮化硅层和第一氮化硅层，以在其中形成露出下层氧化物层的开口；沉积另一氧化物层，完全填充所述开口；执行另一化学机械研磨，直至另一氧化物层的表面平坦。根据本发明，通过控制覆盖第一氮化硅层的上层氧化物层的沉积厚度来确定所述光栅线阵列图案的高度，可以有效改善所述光栅线阵列图案的高度的均一性，从而提升所述光栅的性能。
【IPC分类】G02B5/18
【公开号】CN105511002
【申请号】CN201410490639
【发明人】倪梁, 汪新学, 伏广才
【申请人】中芯国际集成电路制造(上海)有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2014年9月23日