[发明专利]半导体结构的形成方法

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的形成方法。

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。

许多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。对MEMS器件进行封装通常采用金属键合工艺，例如Al-Ge-Al工艺，需要在晶圆上形成金属焊垫。

而现有技术在晶圆上形成金属焊垫的过程中，通常是采用溅射工艺在晶圆表面形成金属层之后，对金属层进行图形化，以在键合位置处形成金属焊垫。

现有形成金属焊垫的过程，往往会对晶圆造成损伤，从而影响在晶圆上形成的MEMS器件性能，降低MEMS器件器的灵敏度。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种半导体结构的形成方法，提高MEMS传感器的性能。

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：提供基底；在所述基底表面牺牲层；在所述牺牲层内形成凹槽，暴露出部分基底的表面；形成填充满所述凹槽并覆盖牺牲层表面的金属层；去除位于牺牲层表面的金属层，形成金属焊垫；去除牺牲层，暴露出基底的表面。

可选的，所述牺牲层的材料为绝缘介质材料。

可选的，所述牺牲层的材料为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或碳氧化硅。

可选的，采用湿法刻蚀或干法刻蚀工艺去除所述牺牲层。

可选的，所述牺牲层的厚度小于金属层最大厚度的1/3。

可选的，所述牺牲层的厚度为

可选的，所述金属层的材料为Al、Au或AlCu合金。

可选的，形成金属焊垫的方法包括：在所述金属层表面形成掩膜层，所述掩膜层位置与凹槽位置对应；以所述掩膜层为掩膜，刻蚀所述金属层，去除位于牺牲层表面的金属层。

可选的，所述掩膜层的侧壁边缘与凹槽的侧壁边缘对齐。

可选的，所述掩膜层的侧壁边缘与凹槽的侧壁边缘之间的距离小于0.5μm。

可选的，所述掩膜层的材料为氮氧化硅。

可选的，形成所述掩膜层的方法包括：在所述金属层表面形成掩膜材料层之后，在所述掩膜材料层表面形成光刻胶层，对所述光刻胶层进行图形化，形成图形化光刻胶层；以所述图形化光刻胶层为掩膜刻蚀所述掩膜材料层形成掩膜层。

可选的，采用干法刻蚀工艺刻蚀所述掩膜材料层形成掩膜层，所述干法刻蚀工艺采用的气体包括Cl₂、Ar和CHF₃，其中，Cl₂的流量为10sccm～50sccm，Ar的流量为20sccm～100sccm，CHF₃的流量为10sccm～50sccm，压强为10mTorr～30mTorr，功率为20W～1500W。

可选的，在所述牺牲层内形成凹槽的方法包括：在所述牺牲层表面形成光刻胶层，对所述光刻胶层进行曝光显影，形成图形化光刻胶层；以所述图形化光刻胶层为掩膜，对所述牺牲层进行刻蚀，形成凹槽。

可选的，采用干法刻蚀工艺对所述牺牲层进行刻蚀，所述干法刻蚀工艺采用的气体包括：CF₄、CHF₃、O₂和Ar，其中CF₄的流量为10sccm～50sccm，CHF₃的流量为20sccm～100sccm，O₂的流量为5sccm～25sccm，Ar的流量为200sccm～500sccm，功率为250W～700W，压强为100mTorr～300mTorr。

可选的，采用干法刻蚀工艺刻蚀所述金属层，所述干法刻蚀工艺采用的气体包括：BCl₂、Cl₂和CHF₃，其中，BCl₂的流量为50sccm～100sccm，Cl₂的流量为50sccm～100sccm，CHF₃的流量为5sccm～20sccm，压强为5mTorr～30mTorr，功率为100W～800W。