[发明专利]氮化铝和碳化硅复合结构图形化方法以及复合结构

说明书

本申请提供一种氮化铝和碳化硅复合结构图形化方法以及复合结构。通过所述氮化铝和碳化硅复合结构图形化方法，在制备所述碳化硅结构和所述氮化铝结构时，对AlN(氮化铝薄膜层)采用Cl基刻蚀气体，使得AlN侧向腐蚀较小，有效维持AlN的压电性能，在图形化的过程中压电性能不被破坏。同时，通过二氧化硅薄膜层和第二掩膜层(光刻胶掩膜层)形成的SiO₂光刻胶复合掩膜层，可以在快速刻蚀SiC(碳化硅基片)的同时保护好AlN图形，提高了图形质量。并且，通过对SiC采用氟基气体刻蚀，在保护好AlN的同时有效提高SiC的刻蚀速率，提高器件的加工效率。

技术领域

本申请涉及传感器制造领域，特别是涉及一种氮化铝和碳化硅复合结构图形化方法及氮化铝和碳化硅复合结构。

背景技术

氮化铝(AlN)和碳化硅(SiC)复合结构在微电子技术、微系统技术、传感器技术中具有广泛的应用或潜在的应用前景。在制作以AlN和SiC复合结构为基础的高温压电传感器的过程中，需要对AlN和SiC复合结构分别进行图案化。AlN薄膜图形转移的复制精度和图形质量对器件的性能有重要的影响，在对AlN的图案化加工过程中需要优先保护AlN的性质不被破坏，需要选择一种避免AlN侧蚀的刻蚀方式。刻蚀AlN后，对SiC衬底的深刻蚀十分困难，需要保护好AlN图形的同时还需要保证较快的刻蚀速率提高加工效率和节约成本。所以AlN和SiC复合结构刻蚀十分困难，不易制作出具有复杂结构且高精度的图形。

传统的AlN和SiC复合结构图形化方法中，AlN材料在其化学腐蚀液中的刻蚀过程难以控制，转移的图形质量很差，而且刻蚀速率和图形质量严重依赖于与AlN薄膜本身的结晶质量，进而导致AlN和SiC复合结构制备困难。

发明内容

基于此，有必要针对传统的AlN和SiC复合结构图形化方法制备AlN和SiC 复合结构困难的问题，提供一种保护好AlN图形的同时保证较快的刻蚀速率，且加工效率高和节约成本的AlN和SiC复合结构图形化方法。

本申请提供一种氮化铝和碳化硅复合结构图形化方法，包括：

S10，提供碳化硅基片，并在所述碳化硅基片表面制备氮化铝薄膜层；

S20，根据氮化铝掩膜图形，在所述氮化铝薄膜层远离所述碳化硅基片表面制备第一掩膜层；

S30，将制备有所述第一掩膜层的所述碳化硅基片放置于等离子体刻蚀真空腔中，采用氯基混合气体等离子体对所述氮化铝薄膜层进行刻蚀，获得氮化铝结构；

S40，将所述第一掩膜层去除。

在一个实施例中，所述氮化铝和碳化硅复合结构图形化方法还包括：

S50，在所述氮化铝结构表面与所述碳化硅基片表面制备二氧化硅薄膜层；

S60，根据二氧化硅掩膜图形，在所述二氧化硅薄膜层远离所述碳化硅基片的表面制备第二掩膜层；

S70，将制备有所述第二掩膜层的所述碳化硅基片放入腐蚀液中进行腐蚀，露出所述碳化硅基片的刻蚀窗口；

S80，将制备有所述刻蚀窗口的所述碳化硅基片放入等离子体刻蚀真空腔中，采用氟基混合气体等离子体对所述碳化硅基片进行刻蚀，获得碳化硅结构；

S90，将所述第二掩膜层与所述二氧化硅薄膜层去除，所述氮化铝结构与所述碳化硅结构形成氮化铝和碳化硅复合结构。

在一个实施例中，在所述S30中，所述氯基混合气体等离子体为BCl₃、Cl₂以及Ar的混合气体产生的等离子体。