[发明专利]一种非对称半导体结构的制作方法

说明书

本发明公开一种非对称半导体结构的制作方法，包括：提供具有第一通孔的第一晶圆；提供第二晶圆，在其上形成具有第二通孔的光刻胶层；其中，第一通孔的宽度大于第二通孔的宽度；将第一晶圆与第二晶圆键合在一起，以使第一通孔与第二通孔连通成非对称的沟槽结构；以第一晶圆和光刻胶层为掩膜，对第二晶圆进行刻蚀，以在第二晶圆上形成非对称半导体结构；解键合去除第一晶圆和光刻胶层。通过先提供具有第一通孔的第一晶圆，然后提供具有第二通孔的光刻胶层的第二晶圆，并将第一晶圆和第二晶圆键合使第一通孔和第二通孔连通形成非对称的沟槽结构，通过非对称的沟槽结构对第二晶圆进行刻蚀形成非对称半导体结构，该制备方法工艺简单且成本低。

技术领域

本发明属于半导体技术领域，更具体地，涉及一种非对称半导体结构的制作方法。

背景技术

等离子体刻蚀是在晶圆中制造微结构的常用工艺方法，在整个晶圆上也可以获得非常优良的工艺均匀性，但是它们往往都是对称性的结构，即在图形的不同侧面表现出对称的特点。在一些应用上会对非对称的结构有特别的需求，例如光电器件，非对称半导体结构可以使得辐射(如光、热等)只能从一边通过，反过来照射的时候不能通过。

专利号为CN201910869767.0，提供了一种并列式斜孔结构光栅板的制作方法及光栅板，其中，方法包括：对衬底进行直角刻蚀形成凹槽；对所述凹槽的一侧进行斜角刻蚀形成第一斜角；在形成所述第一斜角的衬底上设置第一介质膜并进行晶圆键合形成倒斜角；对形成所述倒斜角的衬底进行斜角刻蚀形成第二斜角；将光刻图形与形成所述第二斜角的衬底结合进行光刻，形成并列式斜台光栅板；在所述并列式斜台光栅板上设置第二介质膜，通过刻蚀形成并列式斜孔结构光栅板。本发明通过投影式光刻方式制作一种并列式斜孔结构光栅板，能够增强光学全息成像效果，且有利于加快制作速度。但是，该技术需要对同一晶圆采用两次刻蚀才能获得不对称结构，对同一晶圆两次刻蚀必然需要光刻套刻，而光刻是半导体加工中成本最高的环节，且光刻套刻对晶圆对掩膜与晶圆之间的对准要求较高。

因此，亟需提出一种新的非对称半导体结构的制作方法来制得非对称半导体结构。

发明内容

本发明的目的是提供一种非对称半导体结构的制作方法，至少解决非对称半导体结构的制作过程中，工艺复杂且成本高的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种非对称半导体结构的制作方法，包括：

提供第一晶圆，在所述第一晶圆上形成第一通孔；

提供第二晶圆，在所述第二晶圆上形成具有第二通孔的光刻胶层；其中，所述第一通孔的宽度大于所述第二通孔的宽度；

将所述第一晶圆与所述第二晶圆键合在一起，以使所述第一通孔与所述第二通孔连通成非对称的沟槽结构；

以所述第一晶圆和所述光刻胶层为掩膜，对所述第二晶圆进行刻蚀，以在所述第二晶圆上形成非对称半导体结构；

解键合去除所述第一晶圆和所述光刻胶层。

可选地，所述第一晶圆和所述第二晶圆的第一刻蚀选择比以及所述第二晶圆上的所述光刻胶层和所述第二晶圆的第二刻蚀选择比均大于1:1。

可选地，所述在所述第一晶圆上形成第一通孔，包括：

在所述第一晶圆的表面制备作为所述第一晶圆掩膜的金属掩膜层；

对所述第一晶圆进行通孔刻蚀，以形成所述第一通孔；

去除所述金属掩膜层。

可选地，所述金属掩膜层包括黏附层、种子层和主刻蚀掩膜层，制备所述金属掩膜层的方法包括：

在所述第一晶圆表面涂覆光刻胶，经曝光、显影后形成图案化的光刻胶掩膜层；

在所述第一晶圆的表面避开所述光刻胶掩膜层的区域依次制备黏附层、种子层和主刻蚀掩膜层；