专利名称：形成光学平台的方法
技术领域：
本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及形成光学平台的方法。
背景技术：
硅光学平台(Si Optical Bench，SiOB)系统，是一种高度集成的光学元件平台。 LEDdighting emitting diode)由于其具有低功耗的特点，越来越吸引人们的注意，而且， LED也应用在硅光学平台上，用来提供光源。为了提高应用在硅光学平台上的LED的发光效率，现有技术在硅光学平台上形成凹槽，将LED芯片设置在凹槽内，利用凹槽的聚光作用提升LED的二次光学效率。图Ia 图If为现有技术的形成硅光学平台上的凹槽的方法的剖面结构示意图， 参考图Ia 图lf，现有技术的形成硅光学平台上的凹槽的方法包括参考图la，提供硅衬底10，热氧化所述硅衬底10，在所述硅衬底10的表面形成二氧化硅11，所述表面包括上表面、下表面以及四个侧面，由于为剖面图，图中只示意出两个侧面，且由于附图为硅衬底10的一部分，所以没有示意出侧面的二氧化硅。参考图lb，在所述二氧化硅11的上表面形成第一图形化的光刻胶层121，下表面形成第二图形化的光刻胶层122，第一图形化的光刻胶层121定义出凹槽的图形，第二图形化的光刻胶层122定义出通孔的图形。参考图lc，利用缓冲氧化硅腐蚀液(BOE)刻蚀未被第一图形化的光刻胶层121和第二图形化的光刻胶层122覆盖的二氧化硅。之后去除第一图形化的光刻胶层121和第二图形化的光刻胶层122。参考图ld，利用氢氧化钾(KOH)溶液刻蚀未被二氧化硅11覆盖的硅衬底10，形成凹槽13，器件台14以及器件台14两侧的通孔15。其中，器件台14用于设置LED，凹槽13 作为聚光斗，可以提升LED的二次光学效率，通孔15可以用来设置散热管，用于LED的散热。参考图le，热氧化所述硅衬底10，在通孔15的侧壁形成二氧化硅111，从而在整个硅衬底的所有的表面，包括凹槽13的侧壁、底部，通孔15的侧壁以及硅衬底的上下表面、 侧面均形成有二氧化硅，该二氧化硅作为介质层在之后沉积金属时，将硅衬底10与金属隔
1 O参图If，在凹槽13的侧壁和底部、通孔15的侧壁、硅衬底10的上下表面沉积金属，形成金属薄膜16，该金属薄膜16可以用于在以后的工艺中进行刻蚀形成金属布线，作为电子元件之间的互连线。然而，以上所述的方法形成硅光学平台中的凹槽的方法为利用KOH溶液进行湿法刻蚀形成，形成的凹槽的底部和侧壁的夹角在讨.7°左右，当形成一个凹槽时，该角度可以很好的提升LED的二次光学效率，但是当形成多个凹槽时，在多个凹槽内分别设置LED时， 该角度范围并不能很好的提升LED的二次光学效率。由于使用湿法刻蚀形成凹槽，不能调节形成的凹槽的角度，因此在多个凹槽内设置LED时，也就不能优化LED的二次光学效率。
2005年2月2日公开的申请号为“200410048116. 9”的中国专利申请公开了一种光学平台的制作方法，然而也没有解决以上所述的技术问题。
发明内容
本发明解决的问题是现有技术的形成光学平台的凹槽的方法，不能调节凹槽的角度，造成形成多个凹槽，在多个凹槽内设置LED时，不能优化LED的二次光学效率。为解决上述问题，本发明提供一种形成光学平台的方法，包括提供衬底；利用干法刻蚀图形化所述衬底，形成凹槽；第一次氧化所述图形化的衬底，在图形化的衬底的表面以及凹槽的表面形成氧化膜；图形化所述凹槽底部的衬底和氧化膜，形成器件台、器件台两侧的通孔；第二次氧化所述衬底，在所述通孔的侧壁形成氧化膜；沉积金属，覆盖所述衬底上表面、下表面、凹槽底部和侧壁以及通孔侧壁的氧化膜。可选的，所述衬底为硅衬底，所述氧化膜为二氧化硅。可选的，所述利用干法刻蚀图形化所述衬底，形成凹槽包括在所述衬底的上表面形成光刻胶层；图形化所述光刻胶层，定义出凹槽的图形；以所述图形化的光刻胶层为掩膜干法刻蚀所述衬底，形成凹槽；去除剩余的光刻胶。可选的，所述干法刻蚀使用的气体包括SF6，HCL0可选的，所述凹槽的侧壁偏离底面的角度为100° 135°。可选的，所述干法刻蚀使用的气体包括SF6，C4F8。可选的，所述凹槽的侧壁偏离底面的角度为90° 115°。可选的，所述第一次氧化使用的方法为热氧化。可选的，所述第二次氧化使用的方法为热氧化。可选的，所述图形化所述凹槽底部的衬底和氧化膜，形成器件台、器件台两侧的通孔包括；在所述凹槽底部和侧壁的氧化膜以及衬底上表面的氧化膜上形成第一光刻胶层， 衬底下表面的氧化膜上形成第二光刻胶层；图形化所述第一光刻胶层和第二光刻胶层，形成第一图形化的光刻胶层和第二图形化的光刻胶层，在所述第一图形化的光刻胶层和第二图形化的光刻胶层上定义出通孔的图形；以所述第一图形化的光刻胶层和第二图形化的光刻胶层为掩膜，第一湿法刻蚀所述凹槽底部的衬底和氧化膜、衬底下表面的氧化膜，形成图形化的氧化膜；去除第一图形化的光刻胶层和第二图形化的光刻胶层；第二湿法刻蚀去除未被图形化的氧化膜覆盖的衬底，形成器件台、器件台两侧的通孑L。
可选的，所述第一湿法刻蚀使用的溶液为缓冲氧化硅腐蚀液。可选的，所述第二湿法刻蚀使用的溶液为氢氧化钾溶液。可选的，所述金属选自Au，Pt，Ti其中之一或者他们的任意组合。
可选的，所述沉积方法为溅射。与现有技术相比，本发明具有以下优点本发明利用干法刻蚀在衬底中形成凹槽，也就是形成光学平台中的凹槽，可以通过调整干法刻蚀中气体的压强，调整形成的凹槽的侧壁与底部的夹角，从而可以通过选择合适的压强，选择合适的凹槽的侧壁与底部的夹角，在多个凹槽内设置LED时，优化LED的二次光学效率，也就是减少LED的光能量的损失，节省能源。
图Ia 图If为现有技术的形成硅光学平台上的凹槽的方法的剖面结构示意图；图2为本发明的形成光学平台的流程图；图3a 图池为本发明实施例的形成光学平台的剖面结构示意图；图4为形成多个凹槽的光学平台的俯视图。
具体实施例方式本发明具体实施方式
的形成光学平台的方法，利用干法刻蚀在衬底中形成凹槽， 也就是形成光学平台中的凹槽，可以通过调整干法刻蚀中气体的压强，调整形成的凹槽的侧壁与底部的夹角，从而可以通过选择合适的压强，选择合适的凹槽的侧壁与底部的夹角， 在多个凹槽内设置LED时，优化LED的二次光学效率，也就是减少LED的光能量的损失，节省能源。为了使本领域的技术人员可以更好的理解本发明，下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式
。图2为本发明的形成光学平台的流程图，参考图2，本发明具体实施方式
的形成光学平台的方法包括包括步骤S21，提供衬底；步骤S22，利用干法刻蚀图形化所述衬底，形成凹槽；步骤S23，第一次氧化所述图形化的衬底，在图形化的衬底的表面以及凹槽的表面形成氧化膜；步骤S24，图形化所述凹槽底部的衬底和氧化膜，形成器件台、器件台两侧的通孔；步骤S25，第二次氧化所述衬底，在所述通孔的侧壁形成氧化膜；步骤S26，沉积金属，覆盖衬底上表面、下表面、凹槽底部和侧壁以及通孔侧壁的氧化膜。图3a 图池为本发明实施例的形成光学平台的剖面结构示意图，为了使本领域技术人员可以更好的理解本发明具体实施方式
的形成光学平台的方法，下面结合具体实施例并结合参考图2和图3a 图池详细说明本发明具体实施方式
的形成光学平台的方法。结合参考图2和图3a，执行步骤S21，提供衬底30。所述衬底30的材料可以为材
6料可以为单晶或非晶结构的硅或硅锗。在本发明具体实施例中，所述衬底30的材料为硅， 即衬底30为硅衬底。结合参考图2和图3c，执行步骤S22，利用干法刻蚀图形化所述衬底30，形成凹槽 32。本发明具体实施方式
中，所述利用干法刻蚀图形化所述衬底30，形成凹槽32包括参考图:3b，在所述衬底30上表面形成光刻胶层；图形化所述光刻胶层形成图形化的光刻胶层 31，定义出凹槽的图形；参考图3c，以所述图形化的光刻胶层为掩膜干法刻蚀所述衬底，形成凹槽32 ；去除剩余的光刻胶。下面详细说明本发明具体实施例的形成凹槽的方法参考图北，在所述衬底30上表面形成光刻胶层；图形化所述光刻胶层形成图形化的光刻胶层31，定义出凹槽的图形。在本发明具体实施方式
中，形成光刻胶的方法可以为喷涂法，滴涂法以及旋涂法等，在本发明具体实施例中，选用旋涂法在衬底30的上表面上形成光刻胶层，然后利用曝光、显影工艺图形化光刻胶层，形成图形化的光刻胶层31。参考图3c，以所述图形化的光刻胶层为掩膜干法刻蚀所述衬底30，形成凹槽32， 然后去除剩余的光刻胶。本发明具体实施例中，干法刻蚀使用的气体包括六氟化硫(SF6) 气体，氯化氢(HCl)气体，用这类气体刻蚀衬底形成凹槽32时，所述凹槽32的侧壁与底面之间的夹角d为45° 80°，也就是说，凹槽32的侧壁偏离底面的角度D为100° 135°。可以通过调整刻蚀腔内的气体的压强，调整形成的凹槽的侧壁和底部的夹角，其中气体压强的范围在5 200mTorr (毫托)。在本发明的另一实施例中，干法刻蚀使用的气体包括六氟化硫(SF6)气体，全氟丁烯(C4F8)气体，用这类气体刻蚀衬底形成凹槽32时，凹槽32的侧壁与底面之间的夹角d为65° 90°，也就是说，凹槽32的侧壁偏离底面的角度D为90° 115°，可以通过调整刻蚀腔内的气体的压强，调整形成的凹槽32的侧壁和底部的夹角，其中气体压强的范围在5 200mTorr (豪托)。参考图4为形成多个凹槽的光学平台的俯视图，当衬底30上形成多个凹槽32，在具体实施例中，多个凹槽32呈阵列排布，可以通过调整凹槽的侧壁与底部的夹角，选择最优的夹角，在多个凹槽内设置LED时，优化LED的二次光学效率，也就是减少LED的光能量的损失，节省能源。结合参考图2和图3d，执行步骤S23，第一次氧化所述图形化的衬底30，在图形化的衬底30的表面以及凹槽32的表面形成氧化膜33。其中，图形化的衬底30的表面为衬底 30的上表面、下表面以及四个侧面(由于为剖面图，图中只示意出两个侧面)。凹槽32表面包括凹槽32的底部和侧壁。在本发明具体实施例中，所述第一次氧化使用的方法为热氧化，热氧化的温度为1100°C。本发明具体实施例中，衬底30的材料为硅，因此在图形化的衬底30的表面以及凹槽的表面形成的氧化膜33为二氧化硅。结合参考图2和图3f，执行步骤S24，图形化所述凹槽32底部的衬底30和氧化膜 33，形成器件台36、器件台两侧的通孔37。本发明具体实施方式
中，所述图形化所述凹槽32 底部的衬底30和氧化膜33，形成器件台36、器件台36两侧的通孔37包括参考图；^，在所述凹槽32底部和侧壁的氧化膜33以及衬底30上表面的氧化膜33上形成第一光刻胶层、 衬底30下表面的氧化膜33上形成第二光刻胶层；图形化所述第一光刻胶层和第二光刻胶层，形成第一图形化的光刻胶层34和第二图形化的光刻胶层35，在第一图形化的光刻胶层 34和第二图形化的光刻胶层35上定义出通孔的图形；参考图3f，以所述第一图形化的光刻胶层34和第二图形化的光刻胶层35为掩膜，第一湿法刻蚀所述凹槽32底部的衬底30和氧化膜33、衬底30下表面的氧化膜33，形成图形化的氧化膜33 ；去除第一图形化的光刻胶层34和第二图形化的光刻胶层35 ；第二湿法刻蚀去除未被图形化的氧化膜33覆盖的衬底 30，形成器件台36、器件台两侧的通孔37。下面详细说明本发明具体实施例的图形化所述凹槽32底部的衬底30和氧化膜 33，形成器件台36、器件台两侧的通孔37 参考图3e，在所述凹槽32底部和侧壁的氧化膜33以及衬底30上表面的氧化膜 33上形成第一光刻胶层、衬底30下表面的氧化膜上形成第二光刻胶层；图形化所述第一光刻胶层和第二光刻胶层，形成第一图形化的光刻胶层34和第二图形化的光刻胶层35，在凹槽32底部的氧化膜33上以及衬底30下表面的氧化膜33上定义出通孔的图形。在本发明具体实施方式
中，形成光刻胶层的方法可以为喷涂法，滴涂法以及旋涂法等，在本发明具体实施例中，在所述凹槽32底部和侧壁的氧化膜33以及衬底30上表面的氧化膜33上形成第一光刻胶层、衬底30下表面的氧化膜33上形成第二光刻胶层；然后利用曝光、显影工艺图形化第一光刻胶胶层和第二光刻胶层，形成第一图形化的光刻胶层34和第二图形化的光刻胶层35。结合参考图3f和图3e，以所述第一图形化的光刻胶层34和第二图形化的光刻胶层35为掩膜，第一湿法刻蚀所述凹槽32底部的衬底30和氧化膜33、衬底30下表面的氧化膜33，形成图形化的氧化膜33 ；然后去除第一图形化的光刻胶层34和第二图形化的光刻胶层35 ；第二湿法刻蚀去除未被图形化的氧化膜33覆盖的衬底30，形成器件台36、器件台两侧的通孔37。器件台36用来设置LED，通孔37定义出了光学平台中散热管的形成位置，也就是说，通孔37用来形成散热管，这样LED在照明时散发的热量，可以通过两侧的散热管散发出去，这样可以提高LED的使用寿命。在本发明具体实施例中，第一湿法刻蚀首先去除未被第一图形化的光刻胶层34 和第二图形化的光刻胶层35覆盖的氧化膜，在本发明具体实施例中，为去除未被第一图形化的光刻胶层34和第二图形化的光刻胶层35覆盖的二氧化硅；之后，去除第一图形化的光刻胶层34和第二图形化的光刻胶层35，然后用第二湿法刻蚀去除未被氧化膜33(本发明具体实施例中为二氧化硅)覆盖的衬底30。在本发明具体实施例中，所述第一湿法刻蚀使用的溶液为缓冲氧化硅腐蚀液(BOE)；所述第二湿法刻蚀使用的溶液为氢氧化钾(KOH)溶液。结合参考图2和图3g，执行步骤S25，第二次氧化所述衬底30，在所述通孔37的侧壁形成氧化膜371。本发明具体实施例中，第二次氧化所述衬底30，在通孔37的侧壁形成氧化膜371，而且，由于在第一次氧化过程中，已经在衬底30的表面上形成了氧化膜，第二次氧化所述衬底30，会加厚原有的氧化33膜的厚度。由于本发明具体实施例中，衬底30 为硅衬底，因此在第二次氧化中，通孔37的侧壁形成的氧化膜371也为二氧化硅。其中，第二次氧化使用的方法为热氧化，热氧化温度为1100°C。执行完步骤S25后，在整个衬底30 的所有的表面，包括凹槽32的侧壁、底部，通孔37的侧壁以及衬底30的上下表面、侧面均形成有二氧化硅，该二氧化硅作为介质层在之后沉积金属时，将衬底30与金属隔离。结合参考图2和图池，执行步骤S26，沉积金属38，覆盖衬底30的上表面、下表面、 凹槽32底部和侧壁以及通孔37侧壁的氧化膜。该金属38可以用于在以后的工艺中进行刻蚀形成金属布线，作为电子元件之间的互连线。在本发明具体实施例中，所述金属选自金(Au)，钼(Pt)，钛(Ti)其中之一或者他们的任意组合，例如，金属选自Au和Pt，则可以先沉积形成一层Au，然后再沉积形成一层Pt。并且所述沉积方法为溅射，利用溅射将金属沉积在衬底30的上表面、下表面、凹槽32底部和侧壁以及通孔37侧壁的氧化膜上。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
权利要求
1.一种形成光学平台的方法，其特征在于，包括 提供衬底；利用干法刻蚀图形化所述衬底，形成凹槽；第一次氧化所述图形化的衬底，在图形化的衬底的表面以及凹槽的表面形成氧化膜； 图形化所述凹槽底部的衬底和氧化膜，形成器件台、器件台两侧的通孔； 第二次氧化所述衬底，在所述通孔的侧壁形成氧化膜；沉积金属，覆盖所述衬底上表面、下表面、凹槽底部和侧壁以及通孔侧壁的氧化膜。
2.如权利要求1所述的形成光学平台的方法，其特征在于，所述衬底为硅衬底，所述氧化膜为二氧化硅。
3.如权利要求1所述的形成光学平台的方法，其特征在于，所述利用干法刻蚀图形化所述衬底，形成凹槽包括在所述衬底的上表面形成光刻胶层；图形化所述光刻胶层，定义出凹槽的图形；以所述图形化的光刻胶层为掩膜干法刻蚀所述衬底，形成凹槽；去除剩余的光刻胶。
4.如权利要求3所述的形成光学平台的方法，其特征在于，所述干法刻蚀使用的气体包括SF6，HC1。
5.如权利要求4所述的形成光学平台的方法，其特征在于，所述凹槽的侧壁偏离底面的角度为100° 135°。
6.如权利要求3所述的形成光学平台的方法，其特征在于，所述干法刻蚀使用的气体包括SF6，C4F8。
7.如权利要求6所述的形成光学平台的方法，其特征在于，所述凹槽的侧壁偏离底面的角度为90° 115°。
8.如权利要求1所述的形成光学平台的方法，其特征在于，所述第一次氧化使用的方法为热氧化。
9.如权利要求1所述的形成光学平台的方法，其特征在于，所述第二次氧化使用的方法为热氧化。
10.如权利要求1所述的形成光学平台的方法，其特征在于，所述图形化所述凹槽底部的衬底和氧化膜，形成器件台、器件台两侧的通孔包括；在所述凹槽底部和侧壁的氧化膜以及衬底上表面的氧化膜上形成第一光刻胶层，衬底下表面的氧化膜上形成第二光刻胶层；图形化所述第一光刻胶层和第二光刻胶层，形成第一图形化的光刻胶层和第二图形化的光刻胶层，在所述第一图形化的光刻胶层和第二图形化的光刻胶层上定义出通孔的图形；以所述第一图形化的光刻胶层和第二图形化的光刻胶层为掩膜，第一湿法刻蚀所述凹槽底部的衬底和氧化膜、衬底下表面的氧化膜，形成图形化的氧化膜； 去除第一图形化的光刻胶层和第二图形化的光刻胶层；第二湿法刻蚀去除未被图形化的氧化膜覆盖的衬底，形成器件台、器件台两侧的通孔。
11.如权利要求10所述的形成光学平台的方法，其特征在于，所述第一湿法刻蚀使用的溶液为缓冲氧化硅腐蚀液。
12.如权利要求10所述的形成光学平台的方法，其特征在于，所述第二湿法刻蚀使用的溶液为氢氧化钾溶液。
13.如权利要求1所述的形成光学平台的方法，其特征在于，所述金属选自Au，Pt，Ti 其中之一或者他们的任意组合。
14.如权利要求1或13所述的形成光学平台的方法，其特征在于，所述沉积方法为溅射。
全文摘要
一种形成光学平台的方法，包括提供衬底；利用干法刻蚀图形化所述衬底，形成凹槽；第一次氧化所述图形化的衬底，在图形化的衬底的表面以及凹槽的表面形成氧化膜；图形化所述凹槽底部的衬底和氧化膜，形成器件台、器件台两侧的通孔；第二次氧化所述衬底，在所述通孔的侧壁形成氧化膜；沉积金属，覆盖所述衬底上表面、下表面、凹槽底部和侧壁以及通孔侧壁的氧化膜。本发明利用干法刻蚀在衬底中形成凹槽，可以通过调整干法刻蚀中气体的压强，调整形成的凹槽的侧壁与底部的夹角，从而可以选择合适的压强，选择合适的凹槽的侧壁与底部的夹角，在多个凹槽内设置LED时，优化LED的二次光学效率，也就是减少LED的光能量的损失，节省能源。
文档编号H01L33/00GK102479889SQ201010567628
公开日2012年5月30日 申请日期2010年11月30日 优先权日2010年11月30日
发明者张海洋, 林益世 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司