半导体器件的形成方法技术

一种半导体器件的形成方法，在单晶硅上沉积铝之前，先形成一保护层，该保护层遮盖了单晶硅表面的大部分区域，仅露出需形成铝电极区域的单晶硅，由于本发明专利技术不是直接在单晶硅上沉积铝，因而避免了铝嵌入单晶硅内形成铝钉，进而避免了该铝钉造成后续结构制作所涉及的光刻过程中的散射、衍射现象以及光刻胶掩膜位置及尺寸不精准问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种半导体器件的形成方法。
技术介绍
近年来，相对于铜，铝具有易刻蚀的特点，因而越来越多的使用在半导体器件的导电结构中，例如MEMS器件中的欧姆接触，需直接在硅衬底上形成铝电极。实际研究表明，在上述具有铝电极的硅衬底内或上形成其它半导体结构或部件时，例如刻蚀该硅衬底形成MEMS器件的质量块，即可动部件时，经常出现对准偏差问题，这造成半导体器件的良率较低，对准偏差较大时，会导致所形成的半导体器件失效。有鉴于此，本专利技术提供一种新的半导体器件的形成方法，以提高半导体器件的良率。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是现有技术中具有直接形成在硅衬底上的铝电极的半导体器件的良率较低。为解决上述问题，本专利技术提供一种半导体器件的形成方法，包括：提供半导体基底，所述半导体基底的表层为单晶硅，在所述单晶硅上形成保护层；刻蚀所述保护层，以暴露预定形成铝电极区域的单晶硅；在所述保护层及暴露的单晶硅上沉积铝层；去除部分区域的铝层以及保护层，以形成铝电极。可选地，所述保护层的材质为二氧化硅。可选地，所述二氧化硅采用化学气相沉积法生成。可选地，所述化学气相沉积法的工艺参数为：SiH4的流量为60SCCM～300SCCM，N2O气体的流量为3500SCCM～4500SCCM，压强为2.0Torr～5.0Torr。可选地，所述保护层的厚度范围为可选地，所述半导体基底为单晶硅衬底。可选地，所述半导体器件为MEMS器件，所述铝电极用于晶圆键合。可选地，所述半导体器件为MEMS器件，所述半导体基底包括第一衬底以及第二衬底，所述第一衬底上形成有MOS晶体管以及金属互连结构，所述第二衬底用于形成MEMS器件的可动部件，所述铝电极形成在第二衬底的正面，形成铝电极后，还干法刻蚀所述第二衬底形成可动部件，所述干法刻蚀采用的掩膜板通过光刻工艺形成。可选地，所述干法刻蚀采用的掩膜板为图形化的光刻胶。可选地，所述第二衬底内形成有穿硅通孔，所述铝电极通过所述穿硅通孔内的导电材质与所述第一衬底上的金属互连结构电连接。可选地，形成铝电极步骤中，采用干法刻蚀去除部分区域的铝层以及保护层。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：1)本方案不是直接在单晶硅上沉积铝，因而避免了铝嵌入单晶硅内形成铝钉，进而避免了该铝钉造成的光刻过程中的散射、衍射现象以及光刻胶掩膜位置及尺寸不精准问题，而是在单晶硅上沉积铝之前，先形成一保护层，该保护层遮盖了单晶硅表面的大部分区域，仅露出需形成铝电极区域的单晶硅，铝电极形成后，该保护层被去除，暴露出的单晶硅表面由于无铝钉存在，因而是较为平坦的表面，如此，避免了该铝钉可能造成的散射、衍射现象。2)可选方案中，上述保护层的材质为二氧化硅，二氧化硅具有多种形成方法，相对于热氧化法，采用化学气相沉积法生成速率较快，效率较高。3)可选方案中，基于2)可选方案，化学气相沉积法生成二氧化硅的工艺参数为：SiH4的流量为60SCCM～300SCCM，N2O气体的流量为3500SCCM～4500SCCM，压强为2.0Torr～5.0Torr，上述工艺参数生成的二氧化硅质量较好，采用较薄厚度即可实现后续沉积的铝层与单晶硅的良好隔绝，避免铝钉生成。4)可选方案中，上述方案的铝电极可以用于MEMS器件中两晶圆的键合，也可以用于与导电结构电互连，起导电作用。附图说明图1至图6是本专利技术一实施例中的MEMS器件在不同制作阶段的结构示意图。具体实施方式如
技术介绍
中所述，现有技术中，采用光刻工艺在具有铝电极的硅衬底内或上形成其它半导体结构或部件时，经常出现对准偏差问题，这造成半导体器件的良率较低。针对上述问题，本专利技术人进行了分析，发现产生问题的原因是：在单晶硅上沉积铝，铝会嵌入单晶硅内形成铝钉，该铝钉表面低于单晶硅表面，因而光刻过程中，曝光光源在该凹凸不平的表面会有散射、衍射现象，从而造成了光刻胶掩膜位置及尺寸不精准。基于上述分析，本专利技术提出：在单晶硅上沉积铝之前，先形成一保护层，该保护层遮盖了单晶硅表面的大部分区域，仅露出需形成铝电极区域的单晶硅，如此，避免了可能造成散射、衍射的铝钉形成，从而解决了光刻胶掩膜位置及尺寸不精准问题。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细的说明。图1至图6是本专利技术一实施例提供的MEMS器件在不同制作阶段的结构示意图。以下结合图1至图6所示，详细介绍MEMS器件的形成方法。首先，参照图1所示，提供半导体基底，该半导体基底包括第一衬底1以及第二衬底2，第一衬底1上形成有MOS晶体管(未图示)以及金属互连结构(未标示)，第二衬底2用于形成MEMS的可动部件，在第二衬底2的正面形成保护层3。本实施例中，第二衬底2为单晶硅，其它实施例中，也可以为其它类型的半导体衬底，其表面具有单晶硅，甚至半导体基底也可以为一单晶硅衬底，其内的可动部件以及空腔采用其它工艺形成，例如腐蚀牺牲层形成。此外，本实施例中的第二衬底2内形成有穿硅通孔20，该穿硅通孔20内填充有导电材质，例如多晶硅，该多晶硅与第一衬底1上的金属互连结构电互连。保护层3能避免铝与单晶硅表面接触，因而可以防止铝钉生成。本实施例中，上述保护层3的材质为二氧化硅，其采用化学气相沉积法生成，由于该保护层3仅起隔绝后续沉积的铝与单晶硅表面作用，因而厚度不需太厚，优选实际研究表明，上述化学气相沉积法生成二氧化硅保护层的工艺参数为：SiH4的流量为60SCCM～300SCCM，N2O气体的流量为3500SCCM～4500SCCM，压强为2.0Torr～5.0Torr，二氧化硅质量较好，可以隔绝后续沉积的铝层与单晶硅。其它实施例中，上述保护层3也可以为氮化硅、氮氧化硅等能隔绝铝层与单晶硅的材质。之后，参照图2所示，刻蚀保护层3，以暴露预定形成铝电极区域的单晶硅。如图2所示，本步骤形成了一些开口30，上述开口30暴露出第二衬底2的表面，上述开口30的形成方法例如为光刻、干法刻蚀。可以看出，保留的保护层3遮盖了单晶硅表面的大部分区域。接着，参照图3所示，在保护层3及暴露的第二衬底2上沉积铝层4。上述沉积铝层4的方法例如为溅射法。可以理解的是，溅射过程中，铝填充了开口30。然后，参照图4所示，去除部分区域的铝层4(参照图3)以及保护层3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件的形成方法，其特征在于，包括：提供半导体基底，所述半导体基底的表层为单晶硅，在所述单晶硅上形成保护层；刻蚀所述保护层，以暴露预定形成铝电极区域的单晶硅；在所述保护层及暴露的单晶硅上沉积铝层；去除部分区域的铝层以及保护层，以形成铝电极。

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件的形成方法，其特征在于，包括：
提供半导体基底，所述半导体基底的表层为单晶硅，在所述单晶硅上形
成保护层；
刻蚀所述保护层，以暴露预定形成铝电极区域的单晶硅；
在所述保护层及暴露的单晶硅上沉积铝层；
去除部分区域的铝层以及保护层，以形成铝电极。
2.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述保护层
的材质为二氧化硅。
3.根据权利要求2所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述二氧化
硅采用化学气相沉积法生成。
4.根据权利要求3所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述化学气
相沉积法的工艺参数为：SiH4的流量为60SCCM～300SCCM，N2O气体的
流量为3500SCCM～4500SCCM，压强为2.0Torr～5.0Torr。
5.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述保护层
的厚度范围为6.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述半导体
基底为单晶硅衬底。
7....

【专利技术属性】
技术研发人员：许继辉，郑超，王伟，李卫刚，刘炼，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31