半导体基底的制作方法及微机电装置与流程

【】本公开大致关于一种半导体基底，特别是关于一种半导体基底的制作方法，该半导体基底包括设置在具有空腔的晶圆上的多晶硅层，以及关于使用半导体基底的微机电装置。

背景技术

0、背景技术：

1、近年来，微机电(micro-electro-mechanical systems,mems)装置为一种赋能技术并已从多个产业日益获得关注。一微机电装置可包括可移动部件和至少一其他组件，例如压力传感器、致动器或共振器，其使用一微机械制程以选择性蚀刻晶圆的一些部分。因此，该晶圆可包含附加的结构层，并且可由例如为硅的半导体材料所组成。

2、硅覆绝缘(silicon-on-insulator,soi)晶圆可被用作微机电装置的基底。一硅覆绝缘晶圆包括一硅层、一承载晶圆以及一埋藏式氧化层。该埋藏式氧化层被该硅层与该承载晶圆包夹，用于物理分离以及电性隔绝该硅层与该承载晶圆。对于使用硅覆绝缘晶圆作为基底的微机电装置，该硅覆绝缘晶圆的该硅层可被加工以构成该微机电装置的可移动部件，例如悬臂结构或悬浮薄膜。或者，微机电装置可使用键合晶圆(bonded wafer)以代替硅覆绝缘晶圆作为基底。该键合晶圆可以是包括组件晶圆和承载晶圆的堆栈结构，并且可以藉由在该组件晶圆上施行研磨制程来减薄该组件晶圆，直到该减薄的组件晶圆达到所需厚度。该减薄的组件晶圆，可被进一步加工以构成该微机电装置的可移动部件，例如是悬臂结构或悬挂薄膜。

3、然而，由于难以精确控制soi晶圆的硅层的厚度或精确控制减薄的组件晶圆的厚度，其负面影响了横跨整体晶圆的各个微机电装置的电性表现。此外，soi晶圆的成本高，且soi晶圆的制作过程相当耗时。因此，需要一种用于微机电装置的半导体基底用以克服上述问题。

技术实现思路

0、技术实现要素：

1、有鉴于此，本公开的半导体基底，其提供了具有精确厚度与电阻率控制的多晶硅组件层。此外，还提供了制作半导体基底的方法，与soi晶圆相比，该方法较不耗时并且具有更大的制作弹性。此外，本公开提供了使用该半导体基底的微机电装置，由于多晶硅组件层的精确厚度与电阻率控制，使其具有更好的组件性能。

2、根据本公开一实施例，提供了一种制作半导体基底的方法，包括以下步骤。提供一第一晶圆，并且蚀刻该第一晶圆的一第一表面以形成多个空腔。在该第一表面上形成一第二晶圆，其中形成该第二晶圆包括以下步骤：提供一核心基底；在该核心基底上形成一第一绝缘层；以及在该第一绝缘层和该核心基底上沉积一多晶硅层。此外，键合该多晶硅层与该第一晶圆以覆盖该些空腔，其中该多晶硅层设置于该第一绝缘层与该第一晶圆之间。

3、根据本公开一实施例，提供了一种微机电(mems)装置，包括一支撑基底、一黏合层、一多晶硅组件层和一微机电结构。该支撑基底在一上部表面上具有一空腔，其中该空腔不贯穿该支撑基底。该黏合层共形地设置于该支撑基底的上部表面以及该空腔的侧壁和底表面上。该多晶硅组件层设置于该支撑基底的该上部表面上以覆盖该空腔。该微机电结构设置于该多晶硅组件层上。

技术特征：

1.一种半导体基底的制作方法，其中包括：

2.如权利要求1所述的半导体基底的制作方法，其中当完成形成该第一绝缘层于该核心基底上时，该第一绝缘层包覆该核心基底。

3.如权利要求1所述的半导体基底的制作方法，其中当完成沉积该多晶硅层于该第一绝缘层层以及该核心基底上时，该多晶硅层包覆该核心基底。

4.如权利要求1所述的半导体基底的制作方法，其中形成该第二晶圆还包括抛光该多晶硅层以形成一镜面抛光多晶硅层。

5.如权利要求4所述的半导体基底的制作方法，其中形成该第二晶圆还包括形成一第二绝缘层以包覆该镜面抛光多晶硅层。

6.如权利要求1所述的半导体基底的制作方法，其中在键合该多晶硅层与该第一晶圆之前，还包括形成一黏合层以包覆该第一晶圆并共形地形成于该些空腔的侧壁和底表面。

7.如权利要求6所述的半导体基底的制作方法，其中该第一晶圆与该核心基底包含硅，且形成该第一绝缘层、形成该第二绝缘层和形成该黏合层包括一热氧化制程。

8.如权利要求1所述的半导体基底的制作方法，其中在键合该多晶硅层与该第一晶圆之前，还包括形成一黏合层以包覆该第一晶圆并共形地形成于该些空腔的侧壁和底表面。

9.如权利要求1所述的半导体基底的制作方法，其中在键合该多晶硅层与该第一晶圆之后，还包括移除该核心基底与该第一绝缘层以暴露该多晶硅层，其中该多晶硅层为一多晶硅组件层，该多晶硅组件层设置在该第一晶圆上并且覆盖该些空腔。

10.如权利要求9所述的半导体基底的制作方法，其中移除该核心基底及该第一绝缘层包括一背部研磨制程或一化学机械研磨制程。

11.一种微机电装置，其中包括：

12.如权利要求11所述的微机电装置，其中还包括一绝缘层，设置于该多晶硅组件层与该黏合层之间。

13.如权利要求11所述的微机电装置，其中该微机电结构包括一微机电共振器和多个滤波器、一电容性微机械超声波换能器、一压电微机械超声波换能器、一微机电加速度器、一微机电陀螺仪或其组合。

技术总结一种半导体基底的制作方法，包括以下步骤。提供一第一晶圆，并且蚀刻该第一晶圆的一第一表面以形成多个空腔。在该第一表面上形成一第二晶圆，其中形成该第二晶圆包括以下步骤：提供一核心基底；在该核心基底上形成一第一绝缘层；以及在该第一绝缘层和该核心基底上沉积一多晶硅层。此外，该多晶硅层与该第一晶圆键合以覆盖该些空腔，其中该多晶硅层设置于该第一绝缘层和该第一晶圆之间。此外，还提供了使用该半导体基底的微机电装置。技术研发人员：拉奇许·昌德,穆尼安迪·顺穆甘,拉玛奇德拉玛尔斯·彼拉迪·叶蕾哈卡受保护的技术使用者：世界先进积体电路股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/1/14