一种半导体器件及其制造方法与流程

本发明涉及半导体，具体而言涉及一种半导体器件及其制造方法。

背景技术：

1、mems（micro-electro-mechanical system，微机电系统）是指一种将机械构件、驱动部件、光学系统、电控系统集成为一个整体的微型系统。mems器件具有体积小、功耗低等优势，在智能手机、平板电脑、游戏机、汽车、无人机等多个领域具有广泛的应用场景。类似于集成电路，mems器件也在朝着高性能、小型化和低成本并集成化的方向发展。

2、现有mems器件的空腔结构，是使用湿法或干法刻蚀工艺，通过释放孔将mems功能层与边墙层之间的牺牲层去除而形成的。然而，mems功能层与边墙层之间通常会存在界面层，在去除牺牲层时，刻蚀反应气体或液体会腐蚀界面层发生反应，导致mems功能层与边墙层开裂，出现严重的工艺问题，引起器件失效。

技术实现思路

1、在技术实现要素：部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

2、针对目前存在的问题，本发明实施例一方面提供一种半导体器件的制造方法，所述方法包括：

3、提供敏感材料层；

4、在所述敏感材料层上形成第一牺牲层和环绕所述第一牺牲层的第一边墙层；

5、在所述第一牺牲层和所述第一边墙层上方形成第二牺牲层和包围所述第二牺牲层的第二边墙层，所述第二边墙层连接所述第一边墙层，所述第二牺牲层的材料与所述第一牺牲层的材料不同；

6、在所述第二边墙层中形成连接所述第二牺牲层的释放孔；

7、采用第一刻蚀工艺，通过所述释放孔去除所述第二牺牲层，以露出所述第一牺牲层；

8、采用第二刻蚀工艺，通过所述释放孔去除所述第一牺牲层，以在所述第一边墙层和所述第二边墙层中形成空腔结构。

9、在一些实施例中，所述第一边墙层与所述敏感材料层之间形成有界面层，所述第一刻蚀工艺对所述界面层的材料的刻蚀速率大于所述第二刻蚀工艺对所述界面层的材料的刻蚀速率。

10、在一些实施例中，所述界面层和所述第二牺牲层的材料包括氧化硅，所述第一牺牲层的材料包括硅。

11、在一些实施例中，所述第一边墙层的材料包括氧化硅，所述第二边墙层的材料包括硅。

12、在一些实施例中，所述第一边墙层具有第一宽度，所述第二边墙层具有第二宽度，所述第二宽度大于所述第一宽度。

13、在一些实施例中，在所述第二边墙层中形成连接所述第二牺牲层的释放孔之前，所述方法还包括：

14、在所述第二边墙层上形成覆盖层，所述覆盖层的材料与所述第二边墙层不同，所述第二刻蚀工艺对所述覆盖层的刻蚀速率小于所述第二刻蚀工艺对所述第二边墙层的刻蚀速率；

15、所述在所述第二边墙层中形成连接所述第二牺牲层的释放孔，包括：依次刻蚀所述覆盖层和所述第二边墙层，以形成所述释放孔。

16、在一些实施例中，第一刻蚀工艺包括湿法刻蚀工艺，所述第二刻蚀工艺包括干法刻蚀工艺。

17、在一些实施例中，所述第一牺牲层和所述第一边墙层具有第一厚度，所述第二牺牲层和所述第二边墙层具有第二厚度，所述第二厚度大于所述第一厚度。

18、在一些实施例中，所述敏感材料层包括压电层，所述敏感材料层的第一表面形成有第一电极，所述敏感材料层的第二表面形成有第二电极。

19、本发明实施例另一方面提供一种半导体器件，所述半导体器件采用上述方法制造而成。

20、根据本发明实施例所提供的半导体器件的制造方法和半导体器件在垂直方向形成多层牺牲层，在近邻界面层的位置使用不易损伤界面层的牺牲层和刻蚀工艺，来达到降低界面层损伤的效果；而其余部分牺牲层的释放仍保持常规的刻蚀工艺，这样既能降低成本、保持产能，又能降低对界面层的损伤。

技术特征：

1.一种半导体器件的制造方法，其特征在于，所述方法包括：

2.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述第一边墙层与所述敏感材料层之间形成有界面层，所述第一刻蚀工艺对所述界面层的材料的刻蚀速率大于所述第二刻蚀工艺对所述界面层的材料的刻蚀速率。

3.如权利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述界面层和所述第二牺牲层的材料包括氧化硅，所述第一牺牲层的材料包括硅。

4.如权利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述第一边墙层的材料包括氧化硅，所述第二边墙层的材料包括硅。

5.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述第一边墙层具有第一宽度，所述第二边墙层具有第二宽度，所述第二宽度大于所述第一宽度。

6.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在所述第二边墙层中形成连接所述第二牺牲层的释放孔之前，所述方法还包括：

7.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述第一刻蚀工艺包括湿法刻蚀工艺，所述第二刻蚀工艺包括干法刻蚀工艺。

8.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述第一牺牲层和所述第一边墙层具有第一厚度，所述第二牺牲层和所述第二边墙层具有第二厚度，所述第二厚度大于所述第一厚度。

9.如权利要求1-8中任一项所述的制造方法，其特征在于，所述敏感材料层包括压电层，所述敏感材料层的第一表面形成有第一电极，所述敏感材料层的第二表面形成有第二电极。

10.一种半导体器件，其特征在于，所述半导体器件采用权利要求1-9中任一项所述的方法制造而成。

技术总结一种半导体器件及其制造方法，所述方法包括：提供敏感材料层；在敏感材料层上形成第一牺牲层和环绕第一牺牲层的第一边墙层；在第一牺牲层和第一边墙层上方形成第二牺牲层和包围第二牺牲层的第二边墙层，第二边墙层连接第一边墙层，第二牺牲层的材料与第一牺牲层的材料不同；在第二边墙层中形成连接第二牺牲层的释放孔；采用第一刻蚀工艺，通过释放孔去除第二牺牲层，以露出第一牺牲层；采用第二刻蚀工艺，通过释放孔去除第一牺牲层，以在第一边墙层和第二边墙层中形成空腔结构。本发明能够降低敏感材料层与边墙层之间的界面层的腐蚀速度，避免在敏感材料层与边墙层之间产生开裂。技术研发人员：康晓旭,郭佳惠,高晋文,陆原,王晋受保护的技术使用者：润芯感知科技（南昌）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/1/13