[发明专利]空气隙结构、体声波谐振器、半导体器件及其制造方法

说明书

本发明提供了一种空气隙结构的制造方法，包括：形成第一结构、第二结构以及收缩材料，该第二结构形成在第一结构上，该收缩材料填充在第一结构和第二结构之间、且该收缩材料在特定条件下具有收缩性；对收缩材料进行与特定条件对应的特定条件处理使其体积收缩，以在收缩材料和第二结构之间形成释放空间；利用腐蚀溶液通过释放空间将收缩材料去除，以在第二结构和第一结构之间形成空气隙。相应地，本发明还提供了一种空气隙结构、体声波谐振器及其制造方法、以及半导体器件及其制造方法。实施本发明有利于空气隙结构的快速形成。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种空气隙结构及其制造方法、体声波谐振器及其制造方法、半导体器件及其制造方法。

背景技术

在半导体器件的制造过程中，有时候需要根据具体设计需求在半导体器件中形成空气隙。以现有常见体声波谐振器为例进行说明。请参考图1(a)至图1(e)，图1(a)至图1(e)是按照现有技术制造体声波谐振器的各个阶段的剖面示意图。首先如图1(a)所示，刻蚀衬底10以形成凹槽11。接着如图1(b)所示，在凹槽11内形成牺牲层12。接着如图1(c)所示形成下电极13、压电层14、牺牲层15a、牺牲层15b、上电极16、桥部17a以及翼部17b；下电极13形成在衬底10上并覆盖牺牲层12；压电层14形成在衬底10上并覆盖下电极13；上电极16形成在压电层14上；桥部17a的一端与上电极16连接、另一端形成在压电层14上、两端之间的中间部分其下表面高于压电层14的上表面；翼部17b的一端与上电极16连接、另一端其下表面高于压电层14的上表面；牺牲层15a和牺牲层15b均形成在压电层14上，其中，牺牲层15a用于填充桥部17a与压电层14之间的空间，牺牲层15b用于填充翼部17b与压电层14之间的空间。接着如图1(d)所示，形成暴露牺牲层12的释放孔18。接着如图1(e)所示，利用腐蚀溶液通过释放孔18去除牺牲层12，以在下电极13下方形成空气隙20，该空气隙20与下电极13、压电层14、上电极16在器件厚度方向上形成叠层结构，该叠层结构构成体声波谐振器的谐振区。在去除牺牲层12的同时，腐蚀溶液还会对牺牲层15a和牺牲层15b进行腐蚀将其去除，从而在桥部17a和翼部17b下方分别形成空气隙19a和空气隙19b。空气隙20、空气隙19a以及空气隙19b的形成，有利于将声波反射回叠层结构中，以降低声波的损失。最后对体声波谐振器进行清洗以及烘干。

现有技术中，释放孔18通常形成在叠层结构中位于谐振区外侧的区域，以避免释放孔18的形成对谐振区造成破坏。与此同时为了使牺牲层12得以暴露以便于去除，释放孔18通常设置在叠层结构中位于牺牲层12边缘区域的上方的位置上。如此一来，在利用腐蚀溶液去除牺牲层12的过程中，腐蚀溶液进入释放孔18后从牺牲层12的边缘区域向中心区域进行腐蚀，即腐蚀溶液通过侧向腐蚀的方式去除牺牲层12。但是，现有体声波谐振器的空气隙20通常被设计为其深度远小于其边缘区域至中心区域之间的距离，相应地，牺牲层12的厚度也远小于其边缘区域至中心区域之间的距离，这种情况下，通过侧向腐蚀需要花费较长的时间才能将牺牲层12全部去除，这将导致器件生产效率的低下。针对于牺牲层15a和牺牲层15b来说，由于其二者被上电极覆盖的部分也是由腐蚀溶液通过侧向腐蚀的方式去除，所以同样面临去除时间长的问题。

发明内容

为了克服现有技术中的上述缺陷，本发明提供了一种空气隙结构的制造方法，该制造方法包括：

形成第一结构、第二结构以及收缩材料，所述第二结构形成在所述第一结构上，所述收缩材料填充在所述第一结构和所述第二结构之间、且所述收缩材料在特定条件下具有收缩性；

对所述收缩材料进行与所述特定条件对应的特定条件处理使其体积收缩，以在所述收缩材料和所述第二结构之间形成释放空间；

利用腐蚀溶液通过所述释放空间将所述收缩材料去除，以在所述第二结构和所述第一结构之间形成空气隙。

根据本发明的一个方面，该制造方法中，所述特定条件是高温，所述特定条件处理是高温处理；或所述特定条件是低温，所述特定条件处理是低温处理。