[发明专利]半导体结构及其形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种半导体结构及其形成方法。

背景技术

微机电系统(micro-electron-mechanical system，MEMS)作为起源于上世纪90年代的跨学科的先进制造技术，广泛应用于改善人们生活质量、提高人们生活水平和增强国力。微机电系统是利用半导体集成电路的微细加工技术，将传感器、制动器、控制电路等集成在微小芯片上的技术，也被称为微纳米技术。目前，在通信、汽车、光学、生物等领域获得了广泛的应用。在MEMS器件中，相当多的构件以厚度几微米到几百微米的薄膜形式存在。

在众多的MEMS器件中，有一些MEMS器件需要在真空环境下工作，以减少空气阻力，因此引入了键合工艺，在MEMS器件上形成盖板，将MEMS器件置于盖板与衬底形成的密闭空腔内。由于在形成MEMS器件过程中，MEMS薄膜会吸附工艺制程中的气体，在MEMS器件工作过程中，吸附的气体会逐渐释放出来，导致密闭空腔内的气体浓度提高，空气阻力提高。所以，现有技术中，通常会在空腔内壁的盖板上形成一层金属吸附层，用于吸附MEMS器件释放出来的杂质气体，以避免空腔内真空度下降，空气阻力提高，影响MEMS器件的工作性能。

但是对于一些复杂的MEMS器件结构，通常还会包括例如集成控制电路、电感等器件，电感会与吸附层之间形成较强的耦合作用，影响整个MEMS器件的性能，所以为了减少耦合，所述吸附层不能覆盖整个MEMS区域。请参考图1，

从而使得吸附层的面积表面积较小，对于空腔内的杂质气体的吸附能力较弱，导致密闭空腔内的真空度不能满足要求，降低MEMS器件的品质因素。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种半导体结构及其形成方法，提高MEMS器件的品质因素。

为解决上述问题，本发明提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底包括微机电区域，所述微机电区域上具有器件，所述器件包括微机电器件及电感；提供盖板，在所述盖板上形成凹槽；在所述凹槽底部表面形成分散的凸起部；在所述凹槽内壁表面以及盖板表面形成吸附层，所述吸附层覆盖所述凸起部；去除盖板表面以及凹槽部分内壁表面的吸附层；将所述盖板与半导体衬底进行键合，所述盖板凹槽与半导体衬底构成密闭空腔，且所述半导体衬底的微机电区域上的器件位于所述密闭空腔内，所述剩余的吸附层位于微机电器件正上方的凹槽底部表面及靠近微机电器件一侧的凹槽侧壁表面。

可选的，所述吸附层的材料为Ti。

可选的，所述吸附层的厚度为

可选的，采用蒸镀工艺形成所述吸附层，所述蒸镀工艺包括：将Ti金属加热至融化状态，使得Ti原子蒸发，然后Ti原子在盖板及凹槽内壁表面沉积，形成吸附层，上述蒸镀工艺在压强为10^-5Torr～10^-7Torr的环境下进行。

可选的，所述凸起部的高度为

可选的，相邻凸起部之间的间距大于

可选的，所述盖板材料为硅，所述凸起部的材料为多晶硅，形成所述凸起部的方法包括：在所述盖板表面形成无定形硅层之后，在所述无定形硅层表面形成岛状分布的种子层；然后进行退火处理，使得种子层两侧的无定形硅层在退火过程中发生迁移，向种子层聚集，形成分散的凸起部，所述退火温度大于550℃。

可选的，还包括在凹槽的侧壁表面形成凸起部。

可选的，所述微机电区域上的器件还包括集成电路单元。

可选的，所述吸附层还位于集成电路单元正上方的凹槽底部表面。

可选的，在将所述盖板与半导体衬底进行键合之前，对盖板进行清洗。

为解决上述问题，本发明的技术方案还提供一种采用上述方法形成的半导体结构，包括：半导体衬底，所述半导体衬底包括微机电区域，所述微机电区域上具有器件，所述器件包括：微机电器件及电感；盖板，所述盖板上具有凹槽，所述凹槽的尺寸与半导体衬底的微机电区域对应，所述凹槽底部表面具有分散的凸起部；所述盖板上的凹槽与半导体衬底构成密闭空腔，且所述半导体衬底的微机电区域上的器件位于所述密闭空腔内；位于微机电器件正上方的凹槽底部的部分表面及靠近微机电器件一侧的凹槽侧壁表面的吸附层，所述吸附层覆盖部分凸起部。

可选的，所述吸附层的材料为Ti。

可选的，所述吸附层的厚度为

可选的，所述凸起部的高度为

可选的，所述盖板材料为硅，所述凸起部的材料为多晶硅。

可选的，相邻凸起部之间的间距大于