[發明專利]半導體器件及其形成方法

有效

• 申請號: 201310754040.0
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN104743504A
• 公開（公告）日: 2015-07-01
• 發明（設計）人: 伏廣才;張先明;劉慶鵬
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司;中芯國際集成電路制造（北京）有限公司
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00;B81B3/00;B81B7/00
• 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

本發明涉及半導體制造技術領域，尤其涉及一種半導體器件及其形成方法。

背景技術

微機電系統（Micro-Electro?Mechanical?System，簡稱MEMS）是一種獲取信息、處理信息和執行操作的集成器件。微機電系統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，并將所獲得的外部信息轉換成電信號，以便于在微機電系統中進行處理。壓力傳感器即是一種將壓力信號轉換為電信號的轉換器件。

電容式壓力傳感器是現有壓力傳感器中的一種，現有技術的一種電容式壓力傳感器包括：襯底；位于襯底表面的第一電極層；位于襯底和第一電極層表面的第二電極層，所述第一電極層和第二電極層之間具有空腔，所述空腔使第一電極層和第二電極層電隔離。

所述第一電極層、第二電極層以及空腔構成電容結構，當所述第二電極層在受到壓力時，所述第二電極層會發生形變，導致所述第一電極層和第二電極層之間的距離發生變化，造成所述電容結構的電容值發生改變。由于所述第二電極層受到的壓力與所述電容結構的電容值相對應，因此能夠將第二電極層受到的壓力轉化為所述電容結構輸出的電信號。

然而，現有的壓力傳感器性能不穩定。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種半導體器件及其形成方法，提高傳感器的性能。

為解決上述問題，本發明提供一種半導體器件的形成方法，包括：提供襯底，所述襯底表面具有第一導電層，所述第一導電層表面具有犧牲層，所述犧牲層表面具有掩膜層，所述掩膜層暴露出部分犧牲層表面；以所述掩膜層為掩膜，刻蝕所述犧牲層，直至暴露出第一導電層為止，在犧牲層內形成第一開口和第二開口；在所述掩膜層表面、第一開口和第二開口的側壁和底部表面形成導電膜；在所述導電膜表面形成填充滿第一開口和第二開口的介質層；在形成介質層之后，去除掩膜層表面的部分導電膜，以圖形化所述導電膜，在第一開口內形成第一插塞，在第二開口內形成第二插塞，在掩膜層表面形成第二導電層，所述第二插塞與第二導電層電學斷路，所述第二導電層與第一插塞電連接。

可選的，在形成第二導電層之前，在所述犧牲層表面、第一開口和第二開口的側壁和底部表面形成保護層，所述導電膜形成于所述保護層表面。

可選的，所述保護層的材料為氮化鈦。

可選的，所述保護層的厚度為100埃～200埃。

可選的，所述導電膜的材料為鈦、鎢、鋁或銅。

可選的，所述導電膜的厚度為50埃～150埃。

可選的，第二插塞底部的第一導電層與第一插塞底部的第一導電層電學斷路。

可選的，與第二插塞底部連接的第一導電層作為底部電極，所述第二導電層為頂部電極，所述第一導電層、第二導電層、第一插塞和第二插塞構成傳感器。

可選的，所述第一開口和第二開口平行于襯底表面方向的寬度為200埃～300埃。

可選的，所述犧牲層的材料與第一導電層、第二導電層和掩膜層的材料不同。

可選的，所述犧牲層的材料為無定形碳。

可選的，所述介質層的形成方法包括：在導電膜表面沉積介質膜，所述介質膜填充滿所述第二開口；拋光所述介質膜，直至暴露出掩膜層表面的導電膜為止。

可選的，還包括：在去除掩膜層表面的部分導電膜之后，刻蝕由所述第二導電層暴露出的掩膜層，直至暴露出犧牲層為止；在刻蝕所述掩膜層之后，以第二導電層和掩膜層為掩膜，采用各向同性的刻蝕工藝刻蝕所述犧牲層，直至暴露出第一導電層為止，在所述第一導電層和第二導電層之間形成空腔。

可選的，所述掩膜層的材料為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅中的一種或多種組合。

可選的，所述襯底包括：半導體基底、位于半導體基底表面或半導體基底內的半導體器件、電連接所述半導體器件的電互連結構、以及電隔離所述電互連結構和半導體器件的絕緣層。

可選的，所述第一導電層通過所述電互連結構與所述半導體器件電連接。

可選的，所述絕緣層的材料包括濕度敏感介質材料。

相應的，本發明還提供一種采用上述任一項方法所形成的半導體器件，包括：襯底，所述襯底表面的第一導電層；位于所述第一導電層表面的犧牲層，所述犧牲層表面具有掩膜層，所述犧牲層和掩膜層內具有暴露出第一導電層的第一開口和第二開口；位于第一開口內的第一插塞；位于第二開口內的第二插塞，所述第二插塞與第二導電層電學斷路；位于掩膜層表面的第二導電層，所述第二導電層與第一插塞電連接。