[發明專利]MEMS器件的接觸插塞及其形成方法

有效

• 申請號: 201310585822.6
• 申請日: 2013-11-19
• 公開（公告）號: CN104649214A
• 公開（公告）日: 2015-05-27
• 發明（設計）人: 伏廣才;汪新學;倪梁
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: B81B7/00
• 分類號: B81B7/00;B81C1/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，特別是涉及一種MEMS器件的接觸插塞及其形成方法。

背景技術

MEMS（Micro?Electro?Mechanical?System，簡稱MEMS）技術是指一種可將機械構件、驅動部件、光學系統、電控系統集成為一個整體單元的微型系統，它用微電子技術和微加工技術(如硅體微加工、硅表面微加工、LIGA和晶片鍵合等)相結合的制造工藝，制造出各種性能優異、價格低廉、微型化的傳感器、執行器、驅動器和微系統。

如圖1所示，現有一種MEMS器件包括：具有檢測電路（未圖示）、及與所述檢測電路電連接的固定電極2的基底1；覆蓋固定電極2及基底1的第一介質層4；覆蓋第一介質層4的半導體材料層5；覆蓋半導體材料層5的第二介質層6。其中，第一介質層4內在對應固定電極2的位置形成有空腔31，使得半導體材料層5對應空腔31的部分可以上下移動，以用作可動電極，所述固定電極、可動電極、以及空腔31形成電容。當可動電極相對固定電極移動時，會導致固定電極和可動電極所形成電容的電容值發生改變。通過測量該電容值相對于器件靜止時的電容參考值的變化，從而可以測量出可動電極相對固定電極的移動量，進而計算得到其他測量參數。以所述MEMS器件為慣性傳感器為例，通過測量可動電極相對固定電極的移動量，可以計算得到慣性力。

所述MEMS器件的接觸插塞包括：位于第二介質層6、半導體材料層5及第一介質層4內、并露出固定電極2的接觸孔7；填充于接觸孔7內的導電材料。

但是，現有MEMS器件的接觸插塞的導電性能不佳。

發明內容

本發明要解決的問題是：現有MEMS器件的接觸插塞的導電性能不佳。

為解決上述問題，本發明提供了一種MEMS器件的接觸插塞的形成方法，所述MEMS器件包括相對設置的固定電極與可動電極，所述形成方法包括：

提供具有檢測電路、及與所述檢測電路電連接的固定電極的基底；

形成覆蓋所述固定電極及基底的第一介質層、覆蓋所述第一介質層并用于形成所述可動電極的半導體材料層、覆蓋所述半導體材料層的第二介質層、及覆蓋所述第二介質層的硬掩模層；

對所述硬掩模層及第二介質層進行第一干法刻蝕，以在所述硬掩模層及第二介質層內形成露出半導體材料層的第一開口，沿著從所述硬掩模層至半導體材料層的方向，所述第一開口的口徑逐漸減小；

所述第一干法刻蝕之后，以所述硬掩模層為掩模進行第二干法刻蝕，以在所述半導體材料層內形成露出所述第一介質層的第二開口；

所述第二干法刻蝕之后，繼續以所述硬掩模層為掩模進行第三干法刻蝕，以在所述第一介質層內形成露出所述固定電極的第三開口，在所述第三干法刻蝕的同時，所述硬掩模層被刻蝕去除，且所述第二介質層中第一開口的側壁被刻蝕，使得第一開口的底部露出所述半導體材料層；

所述第三干法刻蝕之后，以所述第二介質層為掩模對半導體材料層進行第四干法刻蝕，以至少使部分深度的第二開口口徑增大，所述第二介質層內的第一開口、所述半導體材料層內的第二開口、以及所述第一介質層內的第三開口構成接觸孔。

可選的，所述第三干法刻蝕包括：

刻蝕部分厚度的第一介質層；

重復所述刻蝕部分厚度的第一介質層步驟，直至露出所述固定電極；

每次所述刻蝕部分厚度的第一介質層步驟后進行清洗，以去除所述刻蝕部分厚度的第一介質層步驟中所產生的聚合物。

可選的，所述第二干法刻蝕之后、所述第三干法刻蝕之前，還包括：進行清洗，以去除所述第二干法刻蝕步驟中所產生的聚合物。

可選的，所述第一介質層、第二介質層均為氧化硅層；

所述硬掩模層為氧化硅層，或者，所述硬掩模層為氮化硅層、及位于氮化硅層上方的氧化硅層的疊層結構。

可選的，所述半導體材料層的材料為摻雜的多晶硅。

可選的，所述硬掩模層為氮化硅層、及位于氮化硅層上方的氧化硅層的疊層結構，所述第一干法刻蝕包括：

利用包括C₄F₈和O₂、且C₄F₈與O₂流量之比大于等于1的刻蝕氣體，對所述硬掩模層中的氧化層進行干法刻蝕，直至露出所述硬掩模層中的氮化硅層；

對所述硬掩模層中的氮化硅層進行干法刻蝕，直至露出所述第二介質層；