[发明专利]半导体器件及其制作方法

说明书

本发明涉及一种半导体器件及其制作方法。其中方法包括：在第一SOI晶圆中的第一硅材料层的第一表面形成沟第一槽结构，其中第一沟槽的深度小于第一硅材料层的厚度；将经过氧化处理后的硅晶圆与第一SOI晶圆进行键合，形成第一复合结构；对第一复合结构进行减薄，去除第一背衬底和第一绝缘层；在第一硅材料层的第二表面进行第二次刻蚀以形成下电极结构，并同时形成第二沟槽以至少暴露出部分第一沟槽。本发明中由于两次刻蚀过程是在所述第一硅材料层的两个表面分别进行的，因此不会在沟槽台阶边界处形成硅草，从而解决了因目前因台阶边界处形成硅草导致MEMS结构失效的问题，提高了产品良率。

技术领域

本发明涉及半导体器件制作工艺技术领域，尤其涉及一种半导体器件及其制作方法。

背景技术

目前在制备微机电(MEMS)结构的过程中，通常在SOI(Silicon On Insulator，绝缘衬底上的硅)硅片的硅材料层上分两步刻蚀出下电极结构：第一步，对所述硅材料层进行刻蚀形成具有一定深度的沟槽；第二步，继续对所述硅材料层进行刻蚀，在硅材料层形成电极结构，并且扩大沟槽位置处的掩膜开口，在形成电极结构的同时，对沟槽继续刻蚀至SOI硅片中的绝缘层(即氧化材料层)，以形成的具有台阶的沟槽，沟槽两侧的电极结构通过中间的沟槽实现电极结构之间的绝缘。在形成电极结构时没有刻蚀到SOI硅片中的绝缘层，通过剩余的低阻硅形成引线结构，电极结构中的各个电极之间通过剩余的该引线结构连接。

但是，在刻蚀形成电极结构之前，为了阻止或减弱侧向刻蚀，需要采用bosch(博世)工艺对所述沟槽的侧壁进行钝化。由于bosch工艺的钝化是各向同性的，而刻蚀是各向异性的，沟槽台阶边界处侧面的聚合物去除不掉，就会在台阶边界处形成硅草，导致MEMS结构失效，产品合格率降低。

发明内容

本发明提供了一种半导体器件及其制作方法，以解决沟槽台阶边界处形成硅草的问题，进而改善MEMS结构，提高产品合格率。

本发明实施例提供了一种半导体器件的制作方法，包括：

提供第一SOI晶圆，所述第一SOI晶圆包括依次叠层设置的第一硅材料层、第一绝缘层和第一背衬底；

在所述第一硅材料层的第一表面进行第一次刻蚀以形成第一沟槽，其中所述第一沟槽的深度小于所述第一硅材料层的厚度；

将经过氧化处理后的硅晶圆与所述第一SOI晶圆进行键合，形成第一复合结构，其中所述第一硅材料层与所述硅晶圆相贴合；

对所述第一复合结构进行减薄，去除所述第一背衬底和所述第一绝缘层；

在所述第一硅材料层的第二表面进行第二次刻蚀以形成下电极结构，并同时形成第二沟槽以至少暴露出部分所述第一沟槽的侧壁。

在其中一个实施例中，所述第二沟槽的宽度大于所述第一沟槽的宽度，且通过所述第二沟槽完全暴露出所述第一沟槽的侧壁。

在其中一个实施例中，利用bosch工艺对所述第一硅材料层进行所述第一次刻蚀和所述第二次刻蚀。

在其中一个实施例中，所述将经过氧化处理后的硅晶圆与所述第一SOI晶圆进行键合包括：

对所述硅晶圆进行氧化处理，在所述硅晶圆的表面形成氧化层，得到氧化处理后的所述硅晶圆；

将经过氧化处理后的所述硅晶圆与所述第一SOI晶圆进行键合。

在其中一个实施例中，所述下电极结构为梳状结构，包括连接部和多个条状的下电极。

在其中一个实施例中，所述半导体器件的制作方法还包括：在所述第一复合结构表面形成上电极结构。

在其中一个实施例中，形成所述上电极结构的步骤包括：

在所述第一复合结构上形成第二硅材料层，其中所述第二硅材料层覆盖所述下电极；