MEMS空腔的制备方法及半导体器件与流程

本申请涉及半导体制造，具体涉及一种mems空腔的制备方法及半导体器件。

背景技术：

1、在目前的半导体生产工艺中，mems传感器器件经常需要空腔结构作为核心器件，在特征尺寸较大工艺节点通常利用湿法工艺的各项同性的特征来形成空腔，比如0.25mm以上工艺，但是随着半导体技术发展，器件特征尺寸缩小的情况下，湿法工艺集成方式形成空腔结构存在一定的难度和局限性。

技术实现思路

1、本申请提供了一种mems空腔的制备方法及半导体器件，可以解决目前形成空腔结构存在一定的难度和局限性的问题。

2、一方面，本申请实施例提供了一种mems空腔的制备方法，包括：

3、提供一衬底，所述衬底上依次形成有第一介质层和第二介质层；

4、形成图案化的光刻胶层，所述图案化的光刻胶层覆盖所述第二介质层；

5、以所述图案化的光刻胶层为掩膜，刻蚀所述第二介质层、所述第一介质层和部分厚度的衬底以形成沟槽；

6、去除第二介质层；以及，

7、利用epi机台以及采用epi工艺，对所述沟槽侧壁、底壁上的衬底进行选择性刻蚀，以使所述衬底中的所述沟槽转变为空腔。

8、可选的，在所述mems空腔的制备方法中，在利用epi机台以及采用epi工艺，对所述沟槽侧壁、底壁上的衬底进行选择性刻蚀的过程中，所述epi工艺的工艺参数包括：工艺温度范围为1000℃～1100℃；参与选择性刻蚀的气体包括：hcl；工艺时长至少为10min。

9、可选的，在所述mems空腔的制备方法中，所述第一介质层的材质为二氧化硅。

10、可选的，在所述mems空腔的制备方法中，所述第二介质层的材质为氮化硅。

11、可选的，在所述mems空腔的制备方法中，所述以所述图案化的光刻胶层为掩膜，刻蚀所述第二介质层、所述第一介质层和部分厚度的衬底以形成沟槽的步骤包括：

12、以所述图案化的光刻胶层为掩膜，采用干法刻蚀工艺刻蚀所述第二介质层、所述第一介质层和部分厚度的衬底以形成沟槽。

13、可选的，在所述mems空腔的制备方法中，在采用干法刻蚀工艺刻蚀所述第二介质层、所述第一介质层和部分厚度的衬底以形成沟槽的过程中，所述干法刻蚀工艺的工艺参数包括：工艺腔中压力范围为8torr～12torr；参与刻蚀的气体包括：hbr；工艺时长范围为10min～30min。

14、可选的，在所述mems空腔的制备方法中，所述空腔的底壁呈尖端状。

15、可选的，在所述mems空腔的制备方法中，所述衬底为硅衬底。

16、另一方面，本申请实施例还提供了一种半导体器件，包括：

17、衬底，所述衬底上形成有第一介质层，所述第一介质层和部分厚度的所述衬底中形成有一沟槽；以及，

18、空腔，所述空腔位于所述衬底中，所述空腔通过所述mems空腔的制备方法制备得到。

19、本申请技术方案，至少包括如下优点：

20、本申请通过刻蚀第二介质层、第一介质层和衬底以形成沟槽，再利用epi机台以及采用epi工艺，对沟槽侧壁、底壁上的衬底进行选择性刻蚀，以使沟槽转变为空腔，打破了传统的空腔形成工艺的局限性，降低了在衬底中形成空腔的难度，提高了mems工艺和先进半导体工艺平台的集成度。

技术特征：

1.一种mems空腔的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的mems空腔的制备方法，其特征在于，在利用epi机台以及采用epi工艺，对所述沟槽侧壁、底壁上的衬底进行选择性刻蚀的过程中，所述epi工艺的工艺参数包括：工艺温度范围为1000℃～1100℃；参与选择性刻蚀的气体包括：hcl；工艺时长至少为10mim。

3.根据权利要求1所述的mems空腔的制备方法，其特征在于，所述第一介质层的材质为二氧化硅。

4.根据权利要求1所述的mems空腔的制备方法，其特征在于，所述第二介质层的材质为氮化硅。

5.根据权利要求1所述的mems空腔的制备方法，其特征在于，所述以所述图案化的光刻胶层为掩膜，刻蚀所述第二介质层、所述第一介质层和部分厚度的衬底以形成沟槽的步骤包括：

6.根据权利要求5所述的mems空腔的制备方法，其特征在于，在采用干法刻蚀工艺刻蚀所述第二介质层、所述第一介质层和部分厚度的衬底以形成沟槽的过程中，所述干法刻蚀工艺的工艺参数包括：工艺腔中压力范围为8torr～12torr；参与刻蚀的气体包括：hbr；工艺时长范围为10min～30min。

7.根据权利要求1所述的mems空腔的制备方法，其特征在于，所述空腔的底壁呈尖端状。

8.根据权利要求1所述的mems空腔的制备方法，其特征在于，所述衬底为硅衬底。

9.一种半导体器件，其特征在于，包括：

技术总结本发明提供一种MEMS空腔的制备方法及半导体器件，其中制备方法包括：提供一衬底，所述衬底上依次形成有第一介质层和第二介质层；在第二介质层上形成图案化的光刻胶层；刻蚀第二介质层、第一介质层和部分厚度的衬底以形成沟槽；去除第二介质层以及利用EPI机台以及采用EPI工艺，对沟槽侧壁、底壁上的衬底进行选择性刻蚀，以使沟槽转变为空腔。本申请通过刻蚀第二介质层、第一介质层和衬底以形成沟槽，再利用EPI机台以及采用EPI工艺，对沟槽侧壁、底壁上的衬底进行选择性刻蚀，以使沟槽转变为空腔，打破了传统的空腔形成工艺的局限性，降低了在衬底中形成空腔的难度，提高了MEMS工艺和先进半导体工艺平台的集成度。技术研发人员：刘晨晨,刘青青,张磊,王晓日受保护的技术使用者：华虹半导体（无锡）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/1/15