[發明專利]一種半導體器件及其制造方法

有效

• 申請號: 201710861660.2
• 申請日: 2017-09-21
• 公開（公告）號: CN109545671B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 梁凱智
• 申請（專利權）人: 上海新微技術研發中心有限公司
• 主分類號: H01L21/18
• 分類號: H01L21/18;G01L9/00
• 代理公司: 北京知元同創知識產權代理事務所(普通合伙) 11535
• 代理人: 劉元霞

本申請提供一種半導體器件及其制造方法，所述制造方法包括：在第一基片的正面形成傳感器結構和/或電路；在第二基片的正面形成第一凹陷部；所述第一基片的正面與所述第二基片的正面結合，其中，所述第一基片與所述第一凹陷部圍合成腔體，并且，所述傳感器結構和/或所述電路位于所述腔體的橫向區域內；從所述第一基片的背面減薄所述第一基片，減薄后的所述第一基片成為轉移薄膜；以及刻蝕所述轉移薄膜，以在所述轉移薄膜中形成貫通所述轉移薄膜并且與所述腔體連通的貫通部，所述貫通部位于所述傳感器結構和/或所述電路周圍。根據本申請，能夠充分釋放半導體器件中的應力。

技術領域

本申請涉及半導體技術領域，尤其涉及一種半導體器件及其制造方法。

背景技術

采用半導體工藝制作的微型傳感器，需經歷多次的升降溫循環，例如，在沉積不同的薄膜材料時，采用爐管方式沉積的二氧化硅約攝式600度至800度，待沉積步驟完成之后，則退回室溫條件下，再將基材硅片退出爐管，在退火制程進行基材缺陷修補或是注入制程之后的回火，使注入分布均勻等工藝中，都可能達到攝氏1100度的高溫，再回到常溫將基材取出；另外，在半導體工藝中，還存在光刻過程的軟烤與硬烤光刻膠，刻蝕過程，鍵合工藝，機械研磨拋光等，這些步驟也可能使微型傳感器的多層膜之間產生殘余應力與預應力，直接影響到產品最終的性能表現。

微型傳感器大多采用電容、壓阻或是壓電等感測方式，而微型致動則多實行靜電、電熱、壓電等方式。這些微機械結構在受到不可控制的殘余應力影響時，都將無法正常操作在原先默認好的線性區段，從而影響到原先產品設計的靈敏度，并會產生總量程范圍與量程偏移，進而使得輸出信號超出集成電路設計的可控范圍。因此，如何解決殘余應力的問題，將是微傳感器設計的主要考慮之一。

在現有技術中，為了解決微機械結構中的應力問題，可采用主動的機構設計方式，例如，在微機械結構的主動體與基材之間設置緩沖空間，由此，微機械結構能夠被簡化為一個由質量塊、彈簧和阻尼構成的系統，該系統能夠對應力進行緩沖和釋放。

此外，也可以采用被動的機構設計方式，例如，在設計微機械結構的制造工藝時，可以調整各步驟的工藝參數，以減少殘余應力在制造過程中產生，或是進行設計使得多層膜中張應力與壓應力達到平衡從而減少最終的應力表現。另外，為了消除微機械結構中的預應力，可以通過刻蝕的方式，將表面進行局部或全面的移除，或是實行注入的制程方式來調整局部預應力。

應該注意，上面對技術背景的介紹只是為了方便對本申請的技術方案進行清楚、完整的說明，并方便本領域技術人員的理解而闡述的。不能僅僅因為這些方案在本申請的背景技術部分進行了闡述而認為上述技術方案為本領域技術人員所公知。

發明內容

本申請的發明人發現，使用現有的方式來解決微機械結構中的應力，往往效果有限。本申請提供一種半導體器件及其制造方法，該制造方法將形成有傳感器結構和/或電路的薄膜轉移至新的襯底上，有利于釋放應力，并且，在轉移后的薄膜中形成貫通部，使傳感器結構和/或電路與新的襯底解耦和，從而進一步釋放應力，由此，達到充分釋放半導體器件中應力的效果。

根據本申請實施例的一個方面，提供一種半導體器件的制造方法,其特征在于，所述制造方法包括：

在第一基片的正面形成傳感器結構和/或電路；

在第二基片的正面形成第一凹陷部；

所述第一基片的正面與所述第二基片的正面結合，其中，所述第一基片與所述第一凹陷部圍合成腔體，并且，所述傳感器結構和/或所述電路位于所述腔體的橫向區域內；

從所述第一基片的背面減薄所述第一基片，減薄后的所述第一基片成為轉移薄膜；以及

刻蝕所述轉移薄膜，以在所述轉移薄膜中形成貫通所述轉移薄膜并且與所述腔體連通的貫通部，所述貫通部位于所述傳感器結構和/或所述電路周圍。

根據本申請實施例的另一個方面，所述制造方法還包括：