[发明专利]图形化复合衬底的形成方法

权利要求书

1.一种图形化复合衬底的形成方法，其特征在于，包括：

提供表面形成有第一材料层的基底，所述第一材料层表面形成有图形化的掩膜；

对所述掩膜进行第一刻蚀，使得所述掩膜的侧壁向所述掩膜的中心倾斜，所述掩膜的侧壁与参考平面之间具有第一倾斜角，所述参考平面为平行于所述基底表面的平面，所述第一倾斜角大于目标倾斜角，且两者之差小于第一阈值，所述第一阈值范围为15°～25°；

对所述第一材料层和所述掩膜进行第二刻蚀，直至去除所述掩膜，在所述第一材料层内形成开口，所述开口之间形成凸起，所述开口的侧壁向所述凸起侧倾斜，且与参考平面之间具有第二倾斜角，所述第二倾斜角与目标倾斜角之差小于第二阈值，所述第二阈值小于所述第一阈值，所述第二阈值范围为5°～10°；

沿所述开口进行第三刻蚀，将所述凸起进一步刻蚀为锥体，并在所述基底内形成凹陷，所述锥体的侧壁、所述凹陷的侧壁与所述参考平面之间均具有目标倾斜角。

2.根据权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述对所述掩膜进行第一刻蚀包括:向工艺腔室内通入具有各向同性刻蚀能力的刻蚀气体，将其激发为等离子体，并同时施加垂直于基底表面方向的电场，以对所述掩膜进行所述第一刻蚀。

3.根据权利要求2所述的形成方法，其特征在于，所述掩膜的材料为光刻胶，所述第一刻蚀采用的刻蚀气体包括Cl₂和SF₆中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述第一刻蚀过程中，对所述掩膜和所述第一材料层的刻蚀选择比大于5；和/或，所述第二刻蚀过程中，对所述第一材料层和所述掩膜的刻蚀选择比为0.8～1.5；和/或，所述第三刻蚀过程中，对所述基底和所述第一材料层的刻蚀选择比大于2。

5.根据权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述第一倾斜角范围为70°～75°，所述第二倾斜角范围为55°～60°，所述目标倾斜角范围为50°～55°。

6.根据权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述凹陷的深度为150nm～250nm。

7.根据权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述基底材料包括蓝宝石、SiC以及Si中的至少一种；所述第一材料层的材料包括氧化硅、氮氧化硅以及氮化硅中的至少一种。

8.根据权利要求7所述的形成方法，其特征在于，所述第一刻蚀采用的刻蚀气体包括Cl₂，上电极功率为800W～2000W，下电极功率为50W～300W，刻蚀时间为0.5min～5min；和/或，所述第二刻蚀采用的刻蚀气体包括BCl₃，上电极功率为800W～2000W，下电极功率为50W～300W，刻蚀时间8min～15min；和/或，所述第三刻蚀采用的刻蚀气体包括BCl₃，上电极功率为800W～2000W，下电极功率为700W～1000W，刻蚀时间为3min～7min。

9.根据权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述锥体为圆锥体，所述锥体高度为1μm～3μm，底部直径为1.5μm～5μm。