半导体器件及其制备方法与流程

本发明涉及半导体，尤其涉及一种半导体器件及其制备方法。

背景技术：

1、在半导体器件的制备工艺中，晶圆的平整度在制备工艺中相当重要，若晶圆出现翘曲会影响器件结构的形成，影响半导体器件的可靠性及良率。在光电器件的制备工艺中会在晶圆上形成镜面结构，晶圆本身的应力及镜面结构的应力，可能会导致晶圆和镜面结构出现翘曲；若镜面结构出现翘曲，会影响光电器件在光衰减方面的应用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种半导体器件及其制备方法，改善镜面结构翘曲，以提高半导体器件的可靠性。

2、为了达到上述目的，本发明提供了一种半导体器件的制备方法，包括：

3、提供cap晶圆，在所述cap晶圆的表面形成第一凹槽；

4、形成具有张应力的氮化层填充所述第一凹槽；

5、提供mems晶圆，所述mems晶圆中具有暴露的第一梳齿结构；

6、将所述mems晶圆具有第一梳齿结构的一侧与所述cap晶圆具有氮化层的一侧键合；

7、在所述cap晶圆远离所述氮化层的一侧形成镜面结构，且所述镜面结构及所述氮化层相背设置于所述cap晶圆的两侧，所述镜面结构具有压应力；以及，

8、刻蚀所述cap晶圆以形成第二梳齿结构，所述第二梳齿结构与所述第一梳齿结构沿所述mems晶圆的平面方向错位设置。

9、可选的，提供的所述cap晶圆包括由下至上依次堆叠的第一衬底层、第一绝缘埋氧层和第一顶半导体层，所述第一凹槽位于所述第一顶半导体层的表面。

10、可选的，在键合后且形成所述镜面结构前，还包括：

11、去除所述第一衬底层；

12、在所述第一绝缘埋氧层中形成贯穿所述第一绝缘埋氧层的焊盘；

13、刻蚀所述第一绝缘埋氧层以形成若干掩模图形。

14、可选的，所述焊盘和所述掩模图形与所述氮化层沿所述cap晶圆的平面方向错位设置。

15、可选的，在所述cap晶圆远离所述氮化层的一侧的相邻两个所述掩模图形之间形成所述镜面结构。

16、可选的，以所述掩模图形为掩模刻蚀所述第一顶半导体层以形成所述第二梳齿结构，所述第二梳齿结构暴露出所述第一梳齿结构。

17、可选的，所述氮化层的张应力为150mpa～300mpa。

18、可选的，提供的所述mems晶圆包括由下至上依次堆叠的第二衬底层、第二绝缘埋氧层和第二顶半导体层，所述第一梳齿结构位于所述第二顶半导体层中且所述第一梳齿结构暴露出所述第二绝缘埋氧层。

19、可选的，在形成所述第二梳齿结构后，还包括湿法刻蚀去除所述第一梳齿结构暴露出的第二绝缘埋氧层。

20、本发明还提供了一种半导体器件，包括：

21、cap晶圆和mems晶圆，键合于一体；

22、氮化层和镜面结构，相背设置于所述cap晶圆的两侧，所述氮化层具有张应力，所述镜面结构具有压应力；

23、第一梳齿结构，位于所述mems晶圆中，且所述mems晶圆暴露出所述第一梳齿结构；

24、第二梳齿结构，位于所述cap晶圆中，所述第二梳齿结构与所述第一梳齿结构沿所述mems晶圆的平面方向错位设置。

25、在本发明提供的半导体器件及其制备方法中，提供cap晶圆，在cap晶圆的表面形成第一凹槽；形成具有张应力的氮化层填充第一凹槽；提供mems晶圆，mems晶圆中具有暴露的第一梳齿结构；将mems晶圆具有第一梳齿结构的一侧与cap晶圆具有氮化层的一侧键合；在cap晶圆远离氮化层的一侧形成镜面结构，且镜面结构及氮化层相背设置于cap晶圆的两侧，镜面结构具有压应力；以及，刻蚀cap晶圆以形成第二梳齿结构，第二梳齿结构与第一梳齿结构沿mems晶圆的平面方向错位设置。本发明通过镜面结构及氮化层相背设置于cap晶圆的两侧，镜面结构具有压应力，氮化层具有张应力，cap晶圆的两侧的压应力和张应力能够起到互相抵消的作用，减轻镜面结构对cap晶圆的应力影响，改善cap晶圆翘曲，从而改善镜面结构翘曲，以提高半导体器件的可靠性。

技术特征：

1.一种半导体器件的制备方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的半导体器件的制备方法，其特征在于，提供的所述cap晶圆包括由下至上依次堆叠的第一衬底层、第一绝缘埋氧层和第一顶半导体层，所述第一凹槽位于所述第一顶半导体层的表面。

3.如权利要求2所述的半导体器件的制备方法，其特征在于，在键合后且形成所述镜面结构前，还包括：

4.如权利要求3所述的半导体器件的制备方法，其特征在于，所述焊盘和所述掩模图形与所述氮化层沿所述cap晶圆的平面方向错位设置。

5.如权利要求3所述的半导体器件的制备方法，其特征在于，在所述cap晶圆远离所述氮化层的一侧的相邻两个所述掩模图形之间形成所述镜面结构。

6.如权利要求3所述的半导体器件的制备方法，其特征在于，以所述掩模图形为掩模刻蚀所述第一顶半导体层以形成所述第二梳齿结构，所述第二梳齿结构暴露出所述第一梳齿结构。

7.如权利要求1所述的半导体器件的制备方法，其特征在于，所述氮化层的张应力为150mpa～300mpa。

8.如权利要求1所述的半导体器件的制备方法，其特征在于，提供的所述mems晶圆包括由下至上依次堆叠的第二衬底层、第二绝缘埋氧层和第二顶半导体层，所述第一梳齿结构位于所述第二顶半导体层中且所述第一梳齿结构暴露出所述第二绝缘埋氧层。

9.如权利要求8所述的半导体器件的制备方法，其特征在于，在形成所述第二梳齿结构后，还包括湿法刻蚀去除所述第一梳齿结构暴露出的第二绝缘埋氧层。

10.一种半导体器件，其特征在于，包括：

技术总结本发明提供了一种半导体器件及其制备方法，包括：提供CAP晶圆，在CAP晶圆的表面形成第一凹槽；形成具有张应力的氮化层填充第一凹槽；提供MEMS晶圆，MEMS晶圆中具有暴露的第一梳齿结构；将MEMS晶圆具有第一梳齿结构的一侧与CAP晶圆具有氮化层的一侧键合；在CAP晶圆远离氮化层的一侧形成镜面结构，且镜面结构及氮化层相背设置于CAP晶圆的两侧，镜面结构具有压应力；以及，刻蚀CAP晶圆以形成第二梳齿结构，第二梳齿结构与第一梳齿结构沿MEMS晶圆的平面方向错位设置。本发明能够改善镜面结构翘曲，以提高半导体器件的可靠性。技术研发人员：王曦受保护的技术使用者：芯联集成电路制造股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/9