半導(dǎo)體器件及其形成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種半導(dǎo)體器件及其形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]微機(jī)電系統(tǒng)(Micro-ElectroMechanical System,簡(jiǎn)稱MEMS)是一種獲取信息、處理信息和執(zhí)行操作的集成器件。微機(jī)電系統(tǒng)中的傳感器能夠接收壓力、位置、速度、加速度、磁場(chǎng)、溫度或濕度等外部信息，并將所獲得的外部信息轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，以便于在微機(jī)電系統(tǒng)中進(jìn)行處理。壓力傳感器即是一種將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的轉(zhuǎn)換器件。
[0003]電容式壓力傳感器是現(xiàn)有壓力傳感器中的一種，現(xiàn)有技術(shù)的一種電容式壓力傳感器包括:襯底；位于襯底表面的第一電極層；位于襯底和第一電極層表面的第二電極層，所述第一電極層和第二電極層之間具有空腔，所述空腔使第一電極層和第二電極層電隔離。
[0004]所述第一電極層、第二電極層以及空腔構(gòu)成電容結(jié)構(gòu)，當(dāng)所述第二電極層在受到壓力時(shí)，所述第二電極層會(huì)發(fā)生形變，導(dǎo)致所述第一電極層和第二電極層之間的距離發(fā)生變化，造成所述電容結(jié)構(gòu)的電容值發(fā)生改變。由于所述第二電極層受到的壓力與所述電容結(jié)構(gòu)的電容值相對(duì)應(yīng)，因此能夠?qū)⒌诙姌O層受到的壓力轉(zhuǎn)化為所述電容結(jié)構(gòu)輸出的電信號(hào)。
[0005]然而，現(xiàn)有的壓力傳感器性能不穩(wěn)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明解決的問(wèn)題是提供一種半導(dǎo)體器件及其形成方法，提高傳感器的性能。
[0007]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件的形成方法，包括:提供襯底，所述襯底表面具有第一導(dǎo)電層，所述第一導(dǎo)電層表面具有犧牲層，所述犧牲層表面具有掩膜層，所述掩膜層暴露出部分犧牲層表面；以所述掩膜層為掩膜，刻蝕所述犧牲層，直至暴露出第一導(dǎo)電層為止，在犧牲層內(nèi)形成第一開(kāi)口和第二開(kāi)口 ；在所述掩膜層表面、第一開(kāi)口和第二開(kāi)口的側(cè)壁和底部表面形成導(dǎo)電膜；在所述導(dǎo)電膜表面形成填充滿第一開(kāi)口和第二開(kāi)口的介質(zhì)層；在形成介質(zhì)層之后，去除掩膜層表面的部分導(dǎo)電膜，以圖形化所述導(dǎo)電膜，在第一開(kāi)口內(nèi)形成第一插塞，在第二開(kāi)口內(nèi)形成第二插塞，在掩膜層表面形成第二導(dǎo)電層，所述第二插塞與第二導(dǎo)電層電學(xué)斷路，所述第二導(dǎo)電層與第一插塞電連接。
[0008]可選的，在形成第二導(dǎo)電層之前，在所述犧牲層表面、第一開(kāi)口和第二開(kāi)口的側(cè)壁和底部表面形成保護(hù)層，所述導(dǎo)電膜形成于所述保護(hù)層表面。
[0009]可選的，所述保護(hù)層的材料為氮化鈦。
[0010]可選的，所述保護(hù)層的厚度為100埃?200埃。
[0011]可選的，所述導(dǎo)電膜的材料為鈦、鎢、鋁或銅。
[0012]可選的，所述導(dǎo)電膜的厚度為50埃?150埃。
[0013]可選的，第二插塞底部的第一導(dǎo)電層與第一插塞底部的第一導(dǎo)電層電學(xué)斷路。
[0014]可選的，與第二插塞底部連接的第一導(dǎo)電層作為底部電極，所述第二導(dǎo)電層為頂部電極，所述第一導(dǎo)電層、第二導(dǎo)電層、第一插塞和第二插塞構(gòu)成傳感器。
[0015]可選的，所述第一開(kāi)口和第二開(kāi)口平行于襯底表面方向的寬度為200埃?300埃。
[0016]可選的，所述犧牲層的材料與第一導(dǎo)電層、第二導(dǎo)電層和掩膜層的材料不同。
[0017]可選的，所述犧牲層的材料為無(wú)定形碳。
[0018]可選的，所述介質(zhì)層的形成方法包括:在導(dǎo)電膜表面沉積介質(zhì)膜，所述介質(zhì)膜填充滿所述第二開(kāi)口 ；拋光所述介質(zhì)膜，直至暴露出掩膜層表面的導(dǎo)電膜為止。
[0019]可選的，還包括:在去除掩膜層表面的部分導(dǎo)電膜之后，刻蝕由所述第二導(dǎo)電層暴露出的掩膜層，直至暴露出犧牲層為止；在刻蝕所述掩膜層之后，以第二導(dǎo)電層和掩膜層為掩膜，采用各向同性的刻蝕工藝刻蝕所述犧牲層，直至暴露出第一導(dǎo)電層為止，在所述第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層之間形成空腔。
[0020]可選的，所述掩膜層的材料為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅中的一種或多種組合。
[0021]可選的，所述襯底包括:半導(dǎo)體基底、位于半導(dǎo)體基底表面或半導(dǎo)體基底內(nèi)的半導(dǎo)體器件、電連接所述半導(dǎo)體器件的電互連結(jié)構(gòu)、以及電隔離所述電互連結(jié)構(gòu)和半導(dǎo)體器件的絕緣層。
[0022]可選的，所述第一導(dǎo)電層通過(guò)所述電互連結(jié)構(gòu)與所述半導(dǎo)體器件電連接。
[0023]可選的，所述絕緣層的材料包括濕度敏感介質(zhì)材料。
[0024]相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種采用上述任一項(xiàng)方法所形成的半導(dǎo)體器件，包括:襯底，所述襯底表面的第一導(dǎo)電層；位于所述第一導(dǎo)電層表面的犧牲層，所述犧牲層表面具有掩膜層，所述犧牲層和掩膜層內(nèi)具有暴露出第一導(dǎo)電層的第一開(kāi)口和第二開(kāi)口 ；位于第一開(kāi)口內(nèi)的第一插塞；位于第二開(kāi)口內(nèi)的第二插塞，所述第二插塞與第二導(dǎo)電層電學(xué)斷路；位于掩膜層表面的第二導(dǎo)電層，所述第二導(dǎo)電層與第一插塞電連接。
[0025]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0026]本發(fā)明的形成方法中，在犧牲層內(nèi)形成第一開(kāi)口和第二開(kāi)口之后，在所述掩膜層表面、第一開(kāi)口和第二開(kāi)口的側(cè)壁和底部表面形成導(dǎo)電膜。其中，位于第一開(kāi)口內(nèi)的導(dǎo)電膜用于形成第一插塞，位于第二開(kāi)口內(nèi)的導(dǎo)電膜用于形成第二插塞，由于第一開(kāi)口和第二開(kāi)口通過(guò)刻蝕犧牲層形成，而刻蝕所述犧牲層不易產(chǎn)生刻蝕副產(chǎn)物，因此所述導(dǎo)電膜與第一導(dǎo)電層相接觸的界面不易質(zhì)量良好，即所述第一插塞或第二插塞與第一導(dǎo)電層的接觸界面之間的接觸電阻降低。其次，位于掩膜層表面的導(dǎo)電膜用于形成第二導(dǎo)電層，所述第二導(dǎo)電層與第一插塞電連接，由于所述第一插塞和第二導(dǎo)電層均由導(dǎo)電膜形成，因此所述第一插塞和第二導(dǎo)電層之間的接觸電阻低、電連接性能良好。由于所述第一插塞和第二插塞的頂部或底部的接觸電阻均得到降低，因此所形成的半導(dǎo)體器件的工作電流提高，從而使所形成的半導(dǎo)體器件的性能穩(wěn)定。
[0027]進(jìn)一步，在形成第二導(dǎo)電層之前，在所述犧牲層表面、第一開(kāi)口和第二開(kāi)口的側(cè)壁和底部表面形成保護(hù)層，所述導(dǎo)電膜形成于所述保護(hù)層表面。在后續(xù)形成第一插塞、第二插塞和第二導(dǎo)電層之后，所述保護(hù)層能夠在去除犧牲層的過(guò)程中，保護(hù)所述第一插塞、第二插塞和第二導(dǎo)電層表面免受損傷。
[0028]進(jìn)一步，所述犧牲層的材料為無(wú)定形碳，刻蝕所述犧牲層的產(chǎn)物易于揮發(fā)，因此在犧牲層內(nèi)形成第一開(kāi)口和第二開(kāi)口之后，不會(huì)在第一導(dǎo)電層表面附著會(huì)增大電阻的刻蝕副產(chǎn)物，則后續(xù)形成的導(dǎo)電膜與第一導(dǎo)電層之間的接觸界面質(zhì)量良好。
[0029]本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，所述犧牲層和掩膜層內(nèi)具有暴露出第一導(dǎo)電層的第一開(kāi)口和第二開(kāi)口，所述第一開(kāi)口內(nèi)具有第一插塞，所述第二開(kāi)口內(nèi)具有第二插塞，所述掩膜層表面的第二導(dǎo)電層，且所述第二導(dǎo)電層與第一插塞電連接。所述第一插塞和第二插塞的底部與第一導(dǎo)電層相接觸的界面接觸電阻較低，而且第一插塞和第二導(dǎo)電層之間的電連接性能良好。因此所述半導(dǎo)體器件的工作電流提高、性能穩(wěn)定。
【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1是一種傳感器的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖2至圖7是本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的形成過(guò)程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]如【背景技術(shù)】所述，現(xiàn)有的壓力傳感器性能不穩(wěn)定。
[0033]圖1是一種傳感器的剖面結(jié)構(gòu)不意圖，包括:襯底100 ;位于襯底100表面的第一電極層101 ;位于襯底100和第一電極層101表面的第二電極層102,所述第一電極層101和第二電極層102之間具有空腔103 ;所述第一電極層101和第二電極層102之間具有第一導(dǎo)電插塞104和第二導(dǎo)電插塞105,所述第二導(dǎo)電插塞105與第二電極層102之間由絕緣層電隔離，而第一導(dǎo)電插塞104和第二導(dǎo)電插塞105底部的第一電極層101不相連；所述第一導(dǎo)電插塞104和第二導(dǎo)電插塞105的側(cè)壁表面具有第一保護(hù)層106覆蓋；所述第二電極層102與第一電極層101相對(duì)表面具有第二保護(hù)層107。
[0034]所述第一導(dǎo)電插塞104和第二導(dǎo)電插塞105用于支撐第二電極層102懸空于第一電極層101表面。其次，分別對(duì)第一電極層101和第二電極層102施加偏壓，以此獲取第一電極層101、第二電極層102和空腔103構(gòu)成的電容結(jié)構(gòu)的電容值變化量。此外，所述第一導(dǎo)電插塞104和第二導(dǎo)電插塞105分別與第一電極層101電連接,而且第一導(dǎo)電插塞104和第二導(dǎo)電插塞105所連接的第一電極層101相互斷路、并通過(guò)濕敏介質(zhì)層相互隔離，所述相互斷路的第一電極層101和濕敏介質(zhì)層構(gòu)成電容