[发明专利]半导体结构的形成方法

说明书

本发明提供了一种半导体结构的形成方法，涉及半导体加工的技术领域，所述半导体结构的形成方法包括以下步骤：S1.在半导体结构的上表面上形成掩模结构，并经过刻蚀，在掩模结构上形成开口；S2.通过所述开口，利用刻蚀等离子气体刻蚀掩模结构底部的半导体结构，形成上沟槽结构，在刻蚀形成的上沟槽结构的底部边沿区域和侧壁形成有有机物残余物；S3.刻蚀上沟槽结构的底部，形成下沟槽结构；其中，下沟槽结构的宽度小于上沟槽结构的宽度；S4.在上沟槽结构和下沟槽结构进行离子注入，形成高阻区。

技术领域

本发明涉及半导体加工的技术领域，尤其是涉及一种半导体结构的形成方法。

背景技术

注入电流横向扩展问题是影响高功率边发射半导体器件功率提升和发光宽度控制的核心问题之一。

常见的电流横向扩展限制方法包括在制作工艺中通过刻蚀（腐蚀）引入深隔离槽或离子注入形成高阻区等方法。其中离子注入由于损耗较小且没有明显横向扩展问题，同时可以减少载流子在注入区边缘的堆积效应，被证明对功率提升和近场光斑限制有特殊的优势。

如图1所示，现有技术中，双隧道结结构包括衬底1以及衬底1上方交替设置的P型材料2和N型材料3，双隧道结结构的离子注入深度略浅。对于多隧道结高功率器件而言，电流限制深度需要更深，特别是3结以上的器件，需要横向电流限制深度超过12μm，对于离子注入工艺来说，实现15μm的注入基本已经是理论极限，但在8μm以上的注入对于一般设备相对复杂，注入时间需要很久，同时注入能量和剂量需要精准调控，实现起来相对较为复杂。而采用干法刻蚀的工艺，由于刻蚀深度较深同时需要穿过量子阱230和隧道结240，因此损耗会很大，导致器件功率降低，湿法腐蚀工艺在此基础上还会带来横向钻蚀问题，无法实现很好的横向电流扩展限制。对于4结、5结以上的隧道结器件，目前还未有强而有效的方法以较小的损耗能形成较深的电流限制深度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半导体结构的形成方法，以解决超深横向电流扩展限制的难题，同时缓解现有的离子注入方法中，深度注入离子困难，注入深度浅和注入时间长的技术问题。

本发明实施例提供的一种半导体结构的形成方法，包括以下步骤：

S1.在半导体结构的上表面上形成掩模结构，并经过刻蚀，在掩模结构上形成开口；

S2. 通过所述开口，利用刻蚀等离子气体刻蚀掩模结构底部的半导体结构，形成上沟槽结构，在刻蚀形成的上沟槽结构的底部边沿区域和侧壁形成有由所述刻蚀等离子气体产生的第一有机物残余物；

S3.刻蚀上沟槽结构的底部，形成下沟槽结构；其中，下沟槽结构的宽度小于上沟槽结构的宽度；

S4. 对上沟槽结构和下沟槽结构进行离子注入，形成高阻区。

进一步的，所述步骤S3具体包括：

S31. 通过所述开口，利用刻蚀等离子气体刻蚀上沟槽结构的底部，形成第一槽单元，在刻蚀形成的第一槽单元的底部边沿区域和侧壁形成有第二有机物残余物；

S32.利用刻蚀等离子气体刻蚀第一槽单元的底部，并在第一槽单元下方形成第二槽单元；

或者，所述步骤S3具体包括：

S31. 通过所述开口，利用刻蚀等离子气体刻蚀上沟槽结构的底部，形成第一槽单元，在刻蚀形成的第一槽单元的底部边沿区域和侧壁形成有第二有机物残余物；

S32.利用刻蚀等离子气体刻蚀第一槽单元的底部，并在第一槽单元下方形成第二槽单元，在刻蚀形成的第二槽单元的底部边沿区域和侧壁形成有第三有机物残余物；

S33. 利用刻蚀等离子气体刻蚀第二槽单元的底部，并在第二槽单元下方形成下一个槽单元，以此类推，直至形成第n槽单元，其中，n为大于等于3的整数；