半導(dǎo)體器件的形成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]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)體器件的形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]微機(jī)電系統(tǒng)(Micro-ElectroMechanical System,簡稱MEMS)是一種獲取信息、處理信息和執(zhí)行操作的集成器件。微機(jī)電系統(tǒng)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(zhuǎn)換成電信號，以便于在微機(jī)電系統(tǒng)中進(jìn)行處理。壓力傳感器即是一種將壓力信號轉(zhuǎn)換為電信號的轉(zhuǎn)換器件。
[0003]電容式壓力傳感器是現(xiàn)有壓力傳感器中的一種，現(xiàn)有技術(shù)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。
[0004]所述第一電極層、第二電極層以及空腔構(gòu)成電容結(jié)構(gòu)，當(dāng)所述第二電極層在受到壓力時(shí)，所述第二電極層會發(fā)生形變，導(dǎo)致所述第一電極層和第二電極層之間的距離發(fā)生變化，造成所述電容結(jié)構(gòu)的電容值發(fā)生改變。由于所述第二電極層受到的壓力與所述電容結(jié)構(gòu)的電容值相對應(yīng)，因此能夠?qū)⒌诙姌O層受到的壓力轉(zhuǎn)化為所述電容結(jié)構(gòu)輸出的電信號。
[0005]然而，現(xiàn)有的壓力傳感器性能不穩(wěn)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明解決的問題是提供一種半導(dǎo)體器件的形成方法，提高所形成的壓力傳感器的性能和穩(wěn)定性。
[0007]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件的形成方法，包括:提供襯底，所述襯底表面具有第一電極層，所述第一電極層表面具有犧牲層；在所述犧牲層表面形成第一掩膜層，所述第一掩膜層的材料為導(dǎo)電材料；在第一掩膜層表面形成圖形化層，所述圖形化層暴露出部分與第一電極層位置對應(yīng)的第一掩膜層表面；以圖形化層為掩膜，刻蝕所述第一掩膜層和犧牲層，直至暴露出第一電極層表面為止，在所述第一掩膜層和犧牲層內(nèi)形成開口 ；進(jìn)行清洗工藝，去除附著于第一掩膜層表面、以及開口的側(cè)壁和底部表面的刻蝕副產(chǎn)物；在進(jìn)行清洗工藝之后，在所述開口內(nèi)形成導(dǎo)電插塞。
[0008]可選的，所述第一掩膜層的材料為鈦、、氮化鈦、氮化鉭或鋁。
[0009]可選的，所述第一掩膜層的厚度為200埃?300埃。
[0010]可選的，所述第一電極層包括若干分立的子電極層。
[0011]可選的，在第一掩膜層和犧牲層內(nèi)形成的開口數(shù)量至少為2個(gè)，且所述開口至少暴露出兩個(gè)分立的子電極層表面。
[0012]可選的，還包括:在形成第一掩膜層之前，在犧牲層表面形成第二掩膜層，所述第一掩膜層形成于所述第二掩膜層表面。
[0013]可選的，所述第二掩膜層的材料為氮化硅，所述第二掩膜層的厚度為150埃?250埃。
[0014]可選的，所述形成開口的工藝包括:以圖形化層為掩膜，采用第一次刻蝕工藝刻蝕所述第一掩膜層直至暴露出犧牲層表面為止；在第一次刻蝕工藝之后，以第一掩膜層為掩膜，采用第二次刻蝕工藝刻蝕所述犧牲層直至暴露出第一電極層表面為止。
[0015]可選的，所述第一次刻蝕工藝的參數(shù)包括:氣壓為5毫托?15毫托，功率為400瓦?600瓦，氣體包括Cl2、O2和HBr,其中Cl2的流量為100標(biāo)準(zhǔn)暈升/分鐘?150標(biāo)準(zhǔn)暈升/分鐘，O2的流量為I標(biāo)準(zhǔn)暈升/分鐘?5標(biāo)準(zhǔn)暈升/分鐘,HBr的流量為100標(biāo)準(zhǔn)暈升/分鐘?150標(biāo)準(zhǔn)暈升/分鐘。
[0016]可選的，所述第二次刻蝕工藝的參數(shù)包括:氣壓為80毫托?120毫托，功率為200瓦?400瓦，氣體包括Ar和O2,其中Ar的流量為30標(biāo)準(zhǔn)暈升/分鐘?80標(biāo)準(zhǔn)暈升/分鐘，O2的流量為200標(biāo)準(zhǔn)暈升/分鐘?300標(biāo)準(zhǔn)暈升/分鐘。
[0017]可選的，所述清洗工藝包括:對所述第一掩膜層表面、以及開口的側(cè)壁和底部表面進(jìn)行干法清洗工藝；在所述干法清洗工藝之后，對所述第一掩膜層表面、以及開口的側(cè)壁和底部表面進(jìn)行濕法清洗工藝。
[0018]可選的，所述干法清洗工藝的參數(shù)包括:氣壓為90毫托?100毫托，功率為200瓦?400瓦，氣體包括Ar和O2,其中Ar的流量為250標(biāo)準(zhǔn)暈升/分鐘?350標(biāo)準(zhǔn)暈升/分鐘，O2的流量為10標(biāo)準(zhǔn)暈升/分鐘?30標(biāo)準(zhǔn)暈升/分鐘。
[0019]可選的，所述濕法清洗工藝的參數(shù)包括:清洗液為ST-44，所述ST-44包括二甘醇胺和丁內(nèi)酯，清洗溫度為50°C?100°C，清洗時(shí)間為50分鐘?80分鐘。
[0020]可選的，所述導(dǎo)電插塞的材料為銅、鎢或鋁；所述導(dǎo)電插塞的形成工藝包括:在第一掩膜層表面、以及開口的側(cè)壁和底部表面形成導(dǎo)電膜，所述導(dǎo)電膜填充滿所述開口 ；采用化學(xué)機(jī)械拋光工藝平坦化所述導(dǎo)電膜，直至暴露出第一掩膜層表面為止，開口內(nèi)的導(dǎo)電膜形成導(dǎo)電插塞。
[0021]可選的，還包括:在形成導(dǎo)電插塞之后，刻蝕部分第一掩膜層直至暴露出犧牲層表面為止，在第一掩膜層內(nèi)形成通孔；自所述通孔底部采用各向同異性的刻蝕工藝去除第一電極層和第一掩膜層之間的部分犧牲層，使所述第一掩膜層和第一電極層之間形成空腔，且所述第一掩膜層懸空于所述第一電極層表面，所述第一掩膜層作為第二電極層。
[0022]可選的，所述襯底包括:半導(dǎo)體基底、位于半導(dǎo)體基底表面或半導(dǎo)體基底內(nèi)的半導(dǎo)體器件、電連接所述半導(dǎo)體器件的電互連結(jié)構(gòu)、以及電隔離所述電互連結(jié)構(gòu)和半導(dǎo)體器件的絕緣層。
[0023]可選的，所述第一電極層通過所述電互連結(jié)構(gòu)與所述半導(dǎo)體器件電連接。
[0024]可選的，所述絕緣層的材料包括濕度敏感介質(zhì)材料。
[0025]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0026]在本發(fā)明的形成方法中，在犧牲層表面形成的第一掩膜層材料為導(dǎo)電材料，所述第一掩膜層作為刻蝕犧牲層的掩膜。由于刻蝕所述導(dǎo)電材料不會產(chǎn)生聚合物等不易去除、且易于附著的刻蝕副產(chǎn)物，因此能夠保證在以第一掩膜層刻蝕后，通過清洗工藝，使形成于犧牲層內(nèi)的開口側(cè)壁和底部表面潔凈，有利于保證形成于開口內(nèi)的導(dǎo)電插塞電性能穩(wěn)定良好。而且，由于所述第一掩膜層的材料為導(dǎo)電材料，所述第一掩膜層能夠作為所形成的半導(dǎo)體器件的一部分，而無需在形成開口或?qū)щ姴迦蟊蝗コ?。具體的，所述第一掩膜層能夠作為第二電極層，當(dāng)后續(xù)去除犧牲層之后，所述第一掩膜層能夠懸空于第一電極層表面，使第一掩膜層與第一電極層能夠構(gòu)成壓力傳感器。從而簡化了半導(dǎo)體器件的形成工藝，減少了對導(dǎo)電插塞的損傷。因此，所形成的半導(dǎo)體器件性能穩(wěn)定良好。
[0027]進(jìn)一步，所述第一掩膜層的材料為鈦、氮化鈦、氮化鉭或鋁。尤其是所述第一掩膜層為鈦時(shí)，由于鈦的導(dǎo)電率好，而且強(qiáng)度高，因此即使第一掩膜層的厚度薄，也不會影響所述第一掩膜層在刻蝕犧牲層時(shí)的圖形穩(wěn)定性，而且所述第一掩膜層作為第二電極層時(shí)的導(dǎo)電性能好，電阻率低，能夠使所形成的半導(dǎo)體器件的工作電流增大、能耗降低。
[0028]進(jìn)一步，在形成第一掩膜層之前，在犧牲層表面形成第二掩膜層，所述第一掩膜層形成于所述第二掩膜層表面。所述第二掩膜層用于在后續(xù)去除犧牲層時(shí)，保護(hù)所述第一掩膜層與第一電極層相對的表面，以此保證所述第一掩膜層作為第二電極層時(shí)的質(zhì)量。而且，由于所述第二掩膜層表面具有第一掩膜層阻擋，且所述第一掩膜層的強(qiáng)度較大，因此所述第二掩膜層的厚度較薄，在刻蝕形成所述第二掩膜層時(shí)所產(chǎn)生的刻蝕副產(chǎn)物極少、且易于去除，因此不易使刻蝕形成的開口側(cè)壁和底部表面附著刻蝕副產(chǎn)物。所形成的半導(dǎo)體器件的性能得以保證。
[0029]進(jìn)一步，所述清洗工藝包括干法清洗工藝，在所述干法清洗工藝之后，進(jìn)行濕法清洗工藝。由于以所述第一掩膜層刻蝕形成開口，所形成的開口側(cè)壁和底部表面附著的刻蝕副產(chǎn)物較少、且易于被去除。而通過進(jìn)行干法清洗工藝和濕法清洗工藝，能夠更徹底地去除刻蝕副產(chǎn)物，從而保證了所形成的開口側(cè)壁和底部表面的潔凈，使形成于開口內(nèi)的導(dǎo)電插塞形貌良好、電性能穩(wěn)定。
【附圖說明】
[0030]圖1是一種傳感器的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖2至圖9是本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的形成過程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]如【背景技術(shù)】所述，現(xiàn)有的壓力傳感器性能不穩(wěn)定。
[0033]圖1是一種傳感器的剖面結(jié)構(gòu)不意圖，包括:襯底100 ;位于襯底100表面的第一電極層101 ;位于襯底100和第一電極層101表面的第二電極層102,所述第一電極層101和第二電極層102之間具有空腔103 ;所述第一電極層101和第二電極層102之間具有第一導(dǎo)電插塞104和第二導(dǎo)電插塞105,所述第二導(dǎo)電插塞105與第二電極層102之間由絕緣層電隔離，而第一導(dǎo)電插塞104和第二導(dǎo)電插塞105底部的第一電極層101不相連；所述第一導(dǎo)電插塞104和第二導(dǎo)電插塞105的側(cè)壁表面具有第一保護(hù)層106覆蓋；所述第二電極層102與第一電極層101相對表面具有第二保護(hù)層107。
[0034]所述第一導(dǎo)電插塞104和第二導(dǎo)電插塞105用于支撐第二電極層102懸空于第一電極層101表面。其次，分別對第一電極層101和第二電極層102施加偏壓，以此獲取第一電極層101、第二電極層102和空腔103構(gòu)成的電容結(jié)構(gòu)的電容值變化量。此外，所述第一導(dǎo)電插塞104和第二導(dǎo)電插塞105分別與第一電極層101電連接,而且第一導(dǎo)電插塞104和第二導(dǎo)電插塞105所連接的第一電極層101相互斷路、并通過濕敏介質(zhì)層相互隔離，所述相互斷路的第一電極層101和濕敏介質(zhì)層構(gòu)成電容式濕度傳感器，通過對第一導(dǎo)電插塞104和第二導(dǎo)電插塞105施加偏壓,能夠獲得第一電極層101與濕敏介質(zhì)層所構(gòu)成的電容結(jié)構(gòu)的電容值變化量。因此，所述傳感器能夠同時(shí)獲取外部的壓力和濕度信息。
[0035]在形成圖1所示的傳感器時(shí)，所述空腔103中具有犧牲層，所述第二保護(hù)層和第二電極層102形成于犧牲層表面，并在形成第二電極層102之后去除所述犧牲層。而所述第一導(dǎo)電插塞104和第二導(dǎo)電插塞105形成于所述犧牲層內(nèi)，因此需要