半导体器件结构及其加工方法与流程

本发明涉及半导体制造领域，特别是涉及一种半导体器件结构，还涉及一种半导体器件结构的加工方法。

背景技术：

1、在微电机系统(mems)等器件结构中，需要形成深度不同的深腔结构，其中一个深腔为大腔，另一深腔为与大腔连通的小腔，小腔和大腔的深度不同，在交界处形成台阶。一种示例性的形成前述结构的方法在第二次腐蚀时，大腔和小腔交界处的台阶结构在腐蚀过程中受到损伤，从而形成圆弧状台阶，如图1a和图1b所示。这就导致，如果采用此方法制作大腔里面有小尺寸柱体的结构时，由于第二次腐蚀对台阶的腐蚀损伤，小尺寸的柱体结构会被腐蚀掉，如图2a和图2b所示。

技术实现思路

1、基于此，有必要提供一种半导体器件结构的加工方法，能够使得大腔底部能够形成小尺寸的柱体结构。

2、一种半导体器件结构的加工方法，包括：获取基底，所述基底的第一表面形成有图案化的硬掩膜层；在所述硬掩膜层上和所述基底上形成图案化的第一刻蚀阻挡层，所述第一刻蚀阻挡层具有沟槽窗口；通过bosch工艺干法刻蚀所述基底至预定深度，形成沟槽，所述第一刻蚀阻挡层下方的基底形成与所述沟槽相邻的第一柱体；去除所述第一刻蚀阻挡层；通过bosch工艺干法刻蚀所述基底形成腔体，所述第一柱体被刻蚀成为位于所述腔体底部的第二柱体，所述硬掩膜层作为刻蚀的阻挡层；所述腔体的深度不小于20微米。

3、上述半导体器件结构的加工方法，结合bosch工艺实现了在20微米以上的深槽(即腔体)中形成小尺寸的第二柱体，且第二柱体顶部能够保持较好的形貌(即第二柱体顶部的形貌是趋于直角的工整结构)。

4、在其中一个实施例中，所述第二柱体的高度为0.5至20微米。

5、在其中一个实施例中，所述腔体的深度与所述第二柱体的高度的比值不小于50。

6、在其中一个实施例中，所述在所述硬掩膜层上和所述基底上形成图案化的第一刻蚀阻挡层的步骤是通过光刻形成图案化的光刻胶层。

7、在其中一个实施例中，所述去除所述第一刻蚀阻挡层的步骤包括使用干法刻蚀工艺去除所述光刻胶层。

8、在其中一个实施例中，所述使用干法刻蚀工艺去除所述光刻胶层的步骤使用的刻蚀气体包括氧气。

9、在其中一个实施例中，所述使用干法刻蚀工艺去除所述光刻胶层的步骤使用的气体包括氧气和用于调节反应的剧烈程度的氮气。

10、在其中一个实施例中，所述使用干法刻蚀工艺去除所述光刻胶层的步骤和两个所述bosch工艺干法刻蚀所述基底的步骤，是在同一刻蚀设备中进行刻蚀。

11、在其中一个实施例中，两个所述bosch工艺干法刻蚀所述基底的步骤使用的反应气体均包括sf6和c4f8。

12、在其中一个实施例中，所述硬掩膜层的材料包括硅氧化物。

13、在其中一个实施例中，所述硬掩膜层的材料包括二氧化硅。

14、在其中一个实施例中，还包括去除所述硬掩膜层的步骤。

15、在其中一个实施例中，所述去除所述硬掩膜层的步骤是通过湿法腐蚀或气相氢氟酸将所述硬掩膜层去除。

16、在其中一个实施例中，所述沟槽窗口为网状，从而将所述第一刻蚀阻挡层分割形成多个网眼。

17、还有必要提供一种半导体器件结构。

18、一种半导体器件结构，所述半导体器件结构的基底中形成有腔体以及位于所述腔体的底部的凹凸结构，所述半导体器件结构是通过前述任一实施例所述的半导体器件结构的加工方法加工形成，所述凹凸结构包括所述第二柱体。。

19、在其中一个实施例中，所述第二柱体的高度为0.5至20微米。

20、在其中一个实施例中，所述腔体的深度与所述第二柱体的高度的比值不小于50。

21、在其中一个实施例中，沟槽为网状，第二柱体为圆柱。

22、上述半导体器件结构，通过bosch工艺实现了在20微米以上的深槽(即腔体)中形成小尺寸的第二柱体，且第二柱体顶部能够保持较好的形貌(即第二柱体顶部的形貌是趋于直角的工整结构)。

技术特征：

1.一种半导体器件结构的加工方法，包括：

2.根据权利要求1所述的半导体器件结构的加工方法，其特征在于，所述第二柱体的高度为0.5至20微米；和/或所述腔体的深度与所述第二柱体的高度的比值不小于50。

3.根据权利要求1所述的半导体器件结构的加工方法，其特征在于，所述在所述硬掩膜层上和所述基底上形成图案化的第一刻蚀阻挡层的步骤是通过光刻形成图案化的光刻胶层。

4.根据权利要求3所述的半导体器件结构的加工方法，其特征在于，所述去除所述第一刻蚀阻挡层的步骤包括使用干法刻蚀工艺去除所述光刻胶层。

5.根据权利要求4所述的半导体器件结构的加工方法，其特征在于，所述使用干法刻蚀工艺去除所述光刻胶层的步骤使用的刻蚀气体包括氧气。

6.根据权利要求4所述的半导体器件结构的加工方法，其特征在于，所述使用干法刻蚀工艺去除所述光刻胶层的步骤和两个所述bosch工艺干法刻蚀所述基底的步骤，是在同一刻蚀设备中进行刻蚀。

7.根据权利要求1所述的半导体器件结构的加工方法，其特征在于，两个所述bosch工艺干法刻蚀所述基底的步骤使用的反应气体均包括sf6和c4f8。

8.根据权利要求1所述的半导体器件结构的加工方法，其特征在于，所述硬掩膜层的材料包括硅氧化物。

9.根据权利要求1所述的半导体器件结构的加工方法，其特征在于，还包括去除所述硬掩膜层的步骤。

10.一种半导体器件结构，所述半导体器件结构的基底中形成有腔体以及位于所述腔体的底部的凹凸结构，其特征在于，所述半导体器件结构是通过如权利要求1-9中任一项所述的半导体器件结构的加工方法加工形成，所述凹凸结构包括所述第二柱体。

技术总结本发明涉及一种半导体器件结构及其加工方法，所述方法包括：获取基底，基底的第一表面形成有图案化的硬掩膜层；在硬掩膜层上和基底上形成图案化的第一刻蚀阻挡层，第一刻蚀阻挡层具有沟槽窗口；通过Bosch工艺干法刻蚀基底至预定深度，形成沟槽，第一刻蚀阻挡层下方的基底形成与所述沟槽相邻的第一柱体；去除第一刻蚀阻挡层；通过Bosch工艺干法刻蚀基底形成腔体，第一柱体被刻蚀成为位于腔体底部的第二柱体，硬掩膜层作为刻蚀的阻挡层；腔体的深度不小于20微米。本发明结合Bosch工艺实现了在20微米以上的深槽中形成小尺寸的柱体，且第二柱体顶部能够保持趋于直角的工整形貌。发明的工艺流程简单，成本低。技术研发人员：张文文,方勇智,张花威,岑冬煜受保护的技术使用者：无锡华润上华科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/3/11