[发明专利]半导体装置及其制造方法有效
申请号: | 201710027198.6 | 申请日: | 2017-01-16 |
公开(公告)号: | CN108313975B | 公开(公告)日: | 2019-12-13 |
发明(设计)人: | 郑超;王伟 | 申请(专利权)人: | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司;中芯国际集成电路制造(北京)有限公司 |
主分类号: | B81B7/02 | 分类号: | B81B7/02;B81C1/00 |
代理公司: | 11038 中国国际贸易促进委员会专利商标事务所 | 代理人: | 曲瑞 |
地址: | 201203 *** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 晶圆 开口 牺牲层 半导体装置 第一金属层 粘合层 焊盘 半导体技术领域 第二金属层 接触电阻 空腔 制造 覆盖 | ||
1.一种半导体装置,其特征在于,所述装置为电容式MEMS器件,所述装置包括:
底部晶圆;
在所述底部晶圆上的牺牲层,所述牺牲层具有露出所述底部晶圆的一部分的第一开口和第二开口;
在所述牺牲层上的顶部晶圆,所述顶部晶圆覆盖所述第二开口以形成空腔;
在所述顶部晶圆和/或所述第一开口下方的底部晶圆上的第一金属层;
在所述第一金属层上的粘合层,所述粘合层包覆所述第一金属层,并且所述粘合层能够与所述底部晶圆和所述顶部晶圆反应;和
在所述粘合层上的作为焊盘的第二金属层,所述第二金属层包覆所述粘合层;
其中,所述顶部晶圆和所述底部晶圆包括硅晶圆。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述第一金属层的材料包括铝、银或铜。
3.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述底部晶圆具有贯穿所述底部晶圆的开口,所述顶部晶圆具有与所述空腔连通并贯穿所述顶部晶圆的通孔。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的装置,其特征在于,
所述粘合层的材料包括铬;
所述第二金属层的材料包括金。
5.一种半导体装置的制造方法,其特征在于,所述装置为电容式MEMS器件,所述方法包括:
提供半导体结构,所述半导体结构包括底部晶圆、在所述底部晶圆上的牺牲层和在所述牺牲层上的顶部晶圆,其中,所述牺牲层具有露出所述底部晶圆的一部分的第一开口,所述顶部晶圆和所述底部晶圆包括硅晶圆;
在所述顶部晶圆和/或所述第一开口下方的底部晶圆的期望形成焊盘的区域上形成第一金属层;
在所述第一金属层上形成粘合层,所述粘合层包覆所述第一金属层,并且所述粘合层能够与所述底部晶圆和所述顶部晶圆反应;
在所述粘合层上形成第二金属层作为焊盘,所述第二金属层包覆所述粘合层。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述第一金属层的材料包括铝、银或铜。
7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述底部晶圆具有凹陷,所述牺牲层形成在所述底部晶圆、所述凹陷的底部和侧壁上;
所述顶部晶圆具有延伸到所述牺牲层的通孔。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,还包括:
对所述底部晶圆的底表面进行刻蚀以使得所述凹陷底部的牺牲层露出;
执行清洗步骤以去除所述牺牲层的一部分,以形成所述牺牲层的第二开口,所述顶部晶圆覆盖所述第二开口以形成空腔。
9.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述提供半导体结构的步骤包括:
提供初始底部晶圆和初始顶部晶圆;
对所述初始底部晶圆进行刻蚀以形成所述凹陷,从而形成所述底部晶圆;
在所述底部晶圆、所述凹陷的底部和侧壁上形成牺牲材料层;
将所述初始顶部晶圆的底表面与所述牺牲材料层键合在一起;
对所述初始顶部晶圆进行刻蚀以形成延伸到所述牺牲材料层的通孔并使得所述牺牲材料层的一部分露出,从而形成所述顶部晶圆;
去除所述牺牲材料层的露出部分的至少一部分,以形成露出所述底部晶圆的一部分的所述第一开口,所述牺牲材料层的剩余部分作为所述牺牲层。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,在所述底部晶圆、所述凹陷的底部和侧壁上形成牺牲材料层之后,所述方法还包括:
对所述牺牲材料层的表面进行平坦化。
11.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述初始顶部晶圆包括SOI晶圆,所述SOI晶圆包括衬底、在所述衬底上的绝缘层和在所述绝缘层上的顶层硅;
在将所述初始顶部晶圆的底表面与所述牺牲材料层键合在一起之后,所述方法还包括:
去除所述顶层硅和所述绝缘层。
12.根据权利要求5-11任意一项所述的方法,其特征在于,
所述粘合层的材料包括铬;
所述第二金属层的材料包括金。
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