[发明专利]光学平台的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种光学平台的形成方法。

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。LED(lighting 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1图6为现有技术的一种硅光学平台的形成方法的剖面结构示意图，参考图1～图6，现有技术的硅光学平台的形成方法包括：

参考图11，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2，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3，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4，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1 5。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5，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与金属隔离。

参图6，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。

以上方法形成的硅光学平台中的凹槽主要利用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54.7°左右，该角度可以很好的提升LED的二次光学效率。但是，上述方法需要对硅衬底10的上下表面分别进行刻蚀，工艺较为复杂。

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采用两面刻蚀的方法形成光学平台，工艺较为复杂。

为解决上述问题，本发明提供一种光学平台的形成方法，包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底具有相对的上表面和下表面；

使用干法刻蚀对所述半导体衬底的上表面进行刻蚀，在所述半导体衬底的上表面形成凹槽，在所述凹槽底部的半导体衬底中形成通孔，所述通孔贯穿所述半导体衬底；

对所述半导体衬底进行氧化，在所述半导体衬底的上表面、下表面和侧壁，以及所述凹槽和通孔的表面形成氧化膜；

形成金属层，覆盖所述半导体衬底的上表面、下表面的氧化膜，以及所述凹槽和通孔表面的氧化膜。

可选的，所述在所述半导体衬底的上表面形成凹槽，在所述凹槽底部的半导体衬底中形成通孔包括：

对所述半导体衬底的上表面进行第一干法刻蚀，形成开口；

对所述半导体衬底的上表面及所述开口底部的半导体衬底进行第二干法刻蚀，形成凹槽，并使所述开口贯穿所述半导体衬底形成通孔，所述通孔位于所述凹槽底部的半导体衬底中。

可选的，所述对所述半导体衬底的上表面进行第一干法刻蚀，形成开口包括：

在所述半导体衬底的上表面形成硬掩膜层并对其进行图形化，定义出所述开口的图形；

以所述图形化后的硬掩膜层为掩膜，对所述半导体衬底进行第一干法刻蚀，形成所述开口；

去除所述图形化后的硬掩膜层。

可选的，所述硬掩膜层的材料为氧化硅、氮化硅或它们的叠层结构。

可选的，所述硬掩膜层的厚度为8000至30000