[發(fā)明專利]半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310095426.5
• 申請日: 2013-03-22
• 公開（公告）號: CN103204461A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黎坡
• 申請（專利權(quán)）人: 上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00;B81B7/00
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法。

背景技術(shù)

微機電系統(tǒng)（Micro-Electro?Mechanical?System，簡稱MEMS）是一種獲取信息、處理信息和執(zhí)行機械操作的集成器件。其中的傳感器能夠接收壓力、位置、速度、加速度、磁場、溫度或濕度等外部信息，并將其轉(zhuǎn)換成電信號，從而測量出所需的外部信息。

在現(xiàn)有的微機電系統(tǒng)中需要形成微通道（Pipeline），用于作為輸入氣體或液體的路徑，以使傳感器能夠獲得所需信息；其次，微通道還能夠在器件的形成過程中，用于控制傳感器內(nèi)部氣體或液體的壓力；此外，微通道還能夠用于器件的散熱。圖1至圖2是現(xiàn)有技術(shù)的一種微通道的形成過程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，所形成的微通道相對于半導(dǎo)體襯底的表面平行。

請參考圖1，在位于半導(dǎo)體襯底100表面的介質(zhì)層101內(nèi)形成溝槽102。

請參考圖2，在所述介質(zhì)層101表面沉積覆蓋層103，將所述溝槽102（如圖1所示）密閉，使溝槽102內(nèi)形成微通道104。

然而，以現(xiàn)有技術(shù)所形成的微通道104的形貌不良，容易導(dǎo)致所形成的微機電系統(tǒng)的性能不穩(wěn)定。

更多關(guān)于微機電系統(tǒng)中微通道的相關(guān)資料請參考公開號為CN101468786的中國專利文件。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問題是提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，能夠形成形貌良好的通道，從而提高器件性能的穩(wěn)定性。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，包括：

提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底表面具有第一介質(zhì)層；

在所述第一介質(zhì)層內(nèi)形成溝槽，所述溝槽的寬度大于預(yù)設(shè)尺寸；

在所述溝槽的側(cè)壁和底部表面形成保護層，側(cè)壁和底部表面具有所述保護層的溝槽深寬比為預(yù)設(shè)深寬比；

在形成所述保護層之后，在所述溝槽的頂部形成覆蓋層，所述覆蓋層將所述溝槽密閉，在所述溝槽內(nèi)形成通道。

可選的，所述保護層的材料為鎢。

可選的，所述預(yù)設(shè)尺寸為0.1～2微米，所述預(yù)設(shè)深寬比大于3:1。

可選的，還包括：在形成所述溝槽的同時，在所述第一介質(zhì)層內(nèi)形成開口，所述開口的寬度為預(yù)設(shè)尺寸；在形成所述保護層的同時，在所述開口內(nèi)形成電互聯(lián)結(jié)構(gòu)。

可選的，所述開口和溝槽的形成工藝為各向異性的干法刻蝕工藝。

可選的，所述保護層和電互聯(lián)結(jié)構(gòu)的材料為鎢，所述保護層和第一電互聯(lián)結(jié)構(gòu)的形成工藝為：在所述開口內(nèi)、第一介質(zhì)層表面、和溝槽的側(cè)壁和底部表面沉積鎢材料；采用拋光工藝去除高于第一介質(zhì)層表面的鎢材料，在開口內(nèi)形成第一電互聯(lián)結(jié)構(gòu)，在溝槽的側(cè)壁和底部表面形成保護層。

可選的，所述鎢材料的沉積工藝為：反應(yīng)氣體包括氟化鎢和氫氣，氟化鎢氣體的流量為10標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘～200標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘，氫氣的流量為10標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘～200標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘，射頻功率為800瓦～2000瓦。

可選的，還包括：在所述半導(dǎo)體襯底表面形成半導(dǎo)體器件和第二電互聯(lián)結(jié)構(gòu)，所述半導(dǎo)體器件和第二電互聯(lián)結(jié)構(gòu)被所述第一介質(zhì)層覆蓋并相互電隔離。

可選的，所述覆蓋層的材料為金屬或絕緣材料。

可選的，所述覆蓋層的材料為氧化硅，所述氧化硅的形成工藝為PETEOS或HDP?CVD。

可選的，所述PETEOS工藝的參數(shù)為：壓強為1托～10托，溫度為360攝氏度～420攝氏度，射頻功率為400瓦～2000瓦，氧氣的流量為500標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘～4000標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘，正硅酸乙酯的流量為500標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘～5000標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘，氦氣的流量為1000標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘～5000標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘；所述HDP?CVD工藝的參數(shù)為：壓強為3毫托～10毫托，溫度為380攝氏度～450攝氏度，射頻功率為4000瓦～8000瓦，氧氣的流量為140標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘～260標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘，硅烷的流量為3標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘～50標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘，氬氣的流量為50標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘～200標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘。

可選的，還包括：在所述覆蓋層表面形成第二介質(zhì)層；形成貫穿所述第二介質(zhì)層和覆蓋層的通孔，所述通孔與通道聯(lián)通。