[發明專利]一種選擇器及其制造方法

有效

• 申請號: 201310714436.2
• 申請日: 2013-12-20
• 公開（公告）號: CN104733509B
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發明（設計）人: 郭亮良;黃河;劉煊杰;駱凱玲
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司;中芯集成電路（寧波）有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;B81B7/02;H01L21/8238
• 代理公司: 北京市磐華律師事務所 11336
• 代理人: 董巍;高偉

本發明提供一種選擇器及其制造方法，所述方法包括：提供半導體襯底，在半導體襯底上形成鈍化層；在鈍化層上形成具有隔離槽的第一金屬層，隔離槽將第一金屬層分隔為分別與形成在半導體襯底上的CMOS的漏極、柵極和源極連通的三個部分；沉積形成犧牲層，覆蓋第一金屬層；在犧牲層的與第一金屬層的連通CMOS的漏極的部分相接觸的部分中形成凹槽；沉積并研磨第二金屬層，形成與選擇器的懸臂梁的末端相連的觸點；在犧牲層中形成溝槽，露出第一金屬層的連通CMOS的源極的部分；沉積用于構成懸臂梁的鍺硅層，填充溝槽并覆蓋犧牲層和觸點；去除鍺硅層的位于觸點之外的部分；去除犧牲層。根據本發明，制造選擇器的工藝與在單一芯片中實施的CMOS的制造工藝完全兼容。

技術領域

本發明涉及半導體制造工藝，具體而言涉及一種選擇器（Switch）及其制造方法。

背景技術

隨著半導體制造工藝的不斷發展與進步，利用微機電系統（MEMS）技術制造選擇器是一種發展趨勢。如圖1A所示，其示出了現有的選擇器的關閉狀態：在絕緣襯底100形成有源極103、柵極102和漏極101，選擇器的懸臂梁104固定于源極103，位于懸臂梁104末端的觸點105未與漏極101相接觸。如圖1B所示，其示出了現有的選擇器的開啟狀態：位于懸臂梁104末端的觸點105與漏極101相接觸。

選擇器具有以下優點：原則上具有零漏電和零亞閾值波動；耐高溫；不受電磁沖擊的影響；可以與CMOS兼容。然而，選擇器的懸臂梁的構成材料的可靠性是決定上述選擇器制造的一個關鍵因素，在單一芯片中將上述選擇器制造工序與CMOS的制造工序集成在一起則是另一個關鍵因素。舉例來說，現有的選擇器的懸臂梁的構成材料為GeAs，其可靠性以及應力的調節存在一定問題，同時，不能在單一芯片中將構成材料為GeAs的懸臂梁的制造工序與CMOS的制造工序集成在一起。

因此，需要提出一種方法，以解決上述問題。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種選擇器的制造方法，包括：提供半導體襯底，在所述半導體襯底上形成鈍化層；在所述鈍化層上形成具有隔離槽的第一金屬層，所述隔離槽將所述第一金屬層分隔為分別與形成在所述半導體襯底上的CMOS的漏極、柵極和源極連通的三個部分；沉積形成犧牲層，以覆蓋具有所述隔離槽的所述第一金屬層；在所述犧牲層的與所述第一金屬層的連通所述CMOS的漏極的部分相接觸的部分中形成凹槽；沉積第二金屬層，以覆蓋所述具有所述凹槽的犧牲層，并執行化學機械研磨直至露出所述犧牲層，以形成與所述選擇器的懸臂梁的末端相連的觸點；在所述犧牲層中形成溝槽，以露出所述第一金屬層的連通所述CMOS的源極的部分；沉積用于構成所述懸臂梁的鍺硅層，以完全填充所述溝槽并覆蓋所述犧牲層和所述觸點；去除所述鍺硅層的位于所述觸點之外的部分；刻蝕去除所述犧牲層，以在所述懸臂梁和所述第一金屬層之間形成氣隙。

進一步，形成所述具有隔離槽的第一金屬層的步驟包括：在所述鈍化層上沉積形成所述第一金屬層；在所述第一金屬層上形成具有所述隔離槽的圖案的光刻膠層；以所述光刻膠層為掩膜，通過蝕刻形成所述具有隔離槽的第一金屬層；通過灰化去除所述光刻膠層。

進一步，在形成所述凹槽之前，還包括執行另一化學機械研磨平坦化所述犧牲層的頂部的步驟。

進一步，所述鈍化層的構成材料為氧化物，所述第一金屬層和所述第二金屬層的構成材料為不會受到雙氧水腐蝕攻擊的材料，所述犧牲層的構成材料為鍺。

進一步，所述第一金屬層和所述第二金屬層的構成材料為鋁，沉積構成所述第二金屬層的鋁的溫度為240-300℃。

進一步，通過調整沉積所述鍺硅層時的工藝參數或者實施所述沉積的同時原位摻雜雜質來調節所述懸臂梁所具有的應力。

進一步，所述刻蝕的刻蝕液為熱的雙氧水，溫度為80-100℃。

本發明還提供一種采用如上述制造方法制造的選擇器，所述選擇器的懸臂梁由鍺硅層構成。