[发明专利]一种半导体器件及其制作方法和电子装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体而言涉及一种半导体器件及其 制作方法和电子装置。

背景技术

集成光波导传感器是集成光学技术的一个重要应用领域。集成光 波导传感器不但继承了光纤传感器的优点，而且更有利于实现多功能 集成、紧凑封装和批量生产，以及拥有小型轻量、稳定可靠、低耗高 效等其他传统传感器无法比拟的优势，是新一代微型化、集成化和智 能化传感器系统的重要组成部分。

当传感器变得更为精巧并且对其集成度要求更高时，集成光波导 传感器的优势会越来越明显，应用领域也会更加广阔。目前集成光波 导传感器的各种用途主要有压力、电磁场、流量、加速度、角速度传 感器等。其中以二氧化硅为材料的光波导悬臂梁作为传感器的主要元 件，被广泛的研究。

目前在氧化物悬臂梁制作过程中，多采用各向同性干法刻蚀的方 法刻蚀硅衬底来形成氧化物悬臂梁。一旦预定形成的氧化物悬臂梁的 宽度比用于刻蚀硅衬底的开口的宽度大的多时，往往会在氧化物悬臂 梁的下方有硅残留，更甚的是无法使悬臂梁悬浮。为了防止光或光信 号在传输过程中的损耗，还往往需要在悬臂梁的下方和上方填充有机 聚合物，而各向同性干法刻蚀后的悬臂梁的形貌还会阻碍之后有机聚 合物的填充。

因此，为了解决上述技术问题，有必要提出一种新的半导体器件 的制作方法。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实 施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要 试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不 意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为了克服目前存在的问题，本发明实施例一提供一种半导体器件 的制作方法，包括：

提供半导体衬底，刻蚀所述半导体衬底以形成凹槽；

在所述凹槽中形成牺牲层；

在所述半导体衬底和牺牲层的表面上形成悬臂梁结构层，刻蚀所 述悬臂梁结构层，暴露所述牺牲层，以形成悬臂梁结构和开口；

去除所述牺牲层，以释放所述悬臂梁结构。

进一步，所述刻蚀选用各向同性干法刻蚀。

进一步，形成所述牺牲层的步骤包括：在所述凹槽中和所述半导 体衬底表面上沉积形成牺牲层，执行化学机械研磨停止于所述半导体 衬底表面上，使所述牺牲层的顶面与所述半导体衬底的表面齐平。

进一步，所述牺牲层的材料为锗。

进一步，采用包含双氧水的溶液腐蚀所述牺牲层，直到完全去除 所述悬臂梁结构下方的所述牺牲层，使所述悬臂梁结构悬空。

进一步，所述悬臂梁结构层包括自下而上层叠的热氧化氧化硅层 和HDP氧化硅层。

进一步，形成所述热氧化氧化硅层的工艺参数包括：采用氧气或 空气的气氛，热氧化的温度为900～1175℃，时间为1～2h。

进一步，在去除所述牺牲层后，还包括以下步骤：

在所述悬臂梁结构的上方形成有机聚合物，该有机聚合物同时填 充所述悬臂梁结构和所述半导体衬底之间的空隙；

在所述有机聚合物上方形成图案化的光刻胶层；

以所述图案化的光刻胶层为掩膜刻蚀所述有机聚合物，停止于所 述悬臂梁结构层的表面上。

本发明实施例二提供一种采用上述方法制作的半导体器件。

本发明实施例三提供一种电子装置，包括实施例二中所述的半导 体器件。

综上所述，根据本发明的制作方法，形成的悬臂梁结构形貌优良， 在悬臂梁结构下方无硅衬底材料的残留，有利于之后有机聚合物的填 充，另外，即使预定形成的悬臂梁结构的尺寸很大，采用本发明的制 作方法也能很好的实现悬臂梁的悬浮。

附图说明

本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附 图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。

附图中：

图1A-1E示出了根据现有技术的方法依次实施步骤所获得器件 的示意性剖面图；

图2A-2F示出了根据本发明实施例一的方法依次实施所获得器 件的剖面示意图；

图3示出了本发明实施例一中方法依次实施步骤的流程图。

具体实施方式