半导体装置及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种半导体装置及其制造方法，涉及半导体技术领域。该制造方法包括：提供半导体结构，该半导体结构包括：衬底以及位于该衬底上的多层膜，其中所述多层膜形成台阶；形成覆盖在台阶上的保护层；在保护层上形成覆盖所述半导体结构的覆盖层；以及去除所述多层膜中的至少一层膜以形成由覆盖层与所述多层膜中剩余的至少一层膜构成的空腔。本发明专利技术可以解决现有技术中形成空腔时所使用的刻蚀工艺对覆盖层的台阶造成损害而产生裂缝的问题，从而可以提高器件的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置及其制造方法
本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种半导体装置及其制造方法。
技术介绍
在MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystem，微机电系统)领域中,一些麦克风产品需要利用湿法刻蚀(一般用BOE(BufferedOxideEtch，缓冲氧化物刻蚀))的方式去掉SiO2，形成中空的腔体,使振动膜能够在这个腔体内震荡。腔体结构的形貌和体积会影响到麦克风在工作中的性能。一般可以采用有很好抗腐蚀性能的氮化硅(SiN)作为支撑来形成腔体结构。图1A是示意性地示出了现有技术中的麦克风在制造过程中的部分结构的横截面示意图。图1A示出的部分结构是整体结构的一半，另一半未示出。如图1A所示，该部分结构包括：衬底100、在衬底100上的第一二氧化硅层101、在第一二氧化硅层101上的第一多晶硅层111、在第一多晶硅层111上的第二二氧化硅层102、在第二二氧化硅层102上的第二多晶硅层112、以及覆盖在衬底之上的氮化硅层140。氮化硅层140和第二多晶硅层112形成有到第二二氧化硅层102的通孔130。衬底100形成有凹陷，露出第一二氧化硅层101。接下来，通过通孔和凹陷对二氧化硅实施BOE刻蚀，从而形成空腔，如图1B所示。在上述过程中，在氮化硅覆盖的台阶位置(如图1B中的虚线圆圈所示)，特别是台阶高度大于一定厚度时，由于氮化硅在台阶处生长的致密度不好，氮化硅非常容易被BOE刻蚀，形成裂缝，大大影响了器件的可靠性。
技术实现思路
本专利技术的专利技术人发现上述现有技术中存在问题，并因此针对所述问题中的至少一个问题提出了一种新的技术方案。本专利技术一个实施例的目的之一是：提供一种半导体装置的制造方法。本专利技术一个实施例的目的之一是：提供一种半导体装置。本专利技术可以解决现有技术中的BOE刻蚀造成氮化硅在台阶处出现裂缝的问题。根据本专利技术的第一方面，提供了一种半导体装置的制造方法，包括：提供半导体结构，所述半导体结构包括：衬底以及位于所述衬底上的多层膜，其中所述多层膜形成台阶；形成覆盖在所述台阶上的保护层；在所述保护层上形成覆盖所述半导体结构的覆盖层；以及去除所述多层膜中的至少一层膜以形成由所述覆盖层与所述多层膜中剩余的至少一层膜构成的空腔。在一个实施例中，所述多层膜包括：位于所述衬底上的第一绝缘物层、位于所述第一绝缘物层上的第一半导体层、以及在所述第一半导体层上的第二绝缘物层，所述第一绝缘物层、所述第一半导体层和所述第二绝缘物层形成台阶形状。在一个实施例中，形成覆盖在所述台阶上的保护层的步骤包括：在所述第二绝缘物层上形成图案化的第二半导体层，并且在所述台阶上形成覆盖所述台阶的与所述第二半导体层隔离开的保护层。在一个实施例中，在形成覆盖在所述台阶上的保护层的步骤中，所述保护层覆盖所述多层膜的台阶的一部分或者全部。在一个实施例中，所述保护层的材料包括：多晶硅、氮化硅、铜、金或铂。在一个实施例中，所述第二半导体层与所述保护层的材料相同，形成所述第二半导体层和所述保护层的步骤包括：在提供半导体结构之后，形成覆盖所述半导体结构的材料层；以及对所述材料层执行图案化以将所述材料层分隔开，其中在所述第二绝缘物层上的所述材料层的一部分作为第二半导体层，以及在所述台阶上的所述材料层的一部分作为保护层。在一个实施例中，所述衬底的材料包括硅；所述第一半导体层和所述第二半导体层的材料分别包括多晶硅；所述第一绝缘物层和所述第二绝缘物层的材料分别包括二氧化硅；所述覆盖层的材料包括氮化硅。在一个实施例中，所述第二半导体层形成有到所述第二绝缘物层的第一通孔。在一个实施例中，在所述保护层上形成覆盖所述半导体结构的覆盖层的步骤包括：通过沉积工艺在所述半导体结构上形成覆盖层；以及对所述覆盖层执行刻蚀以形成露出所述第一半导体层的一部分的第一凹陷、露出所述第二半导体层的一部分的第二凹陷、以及与所述第一通孔相对准的第二通孔，其中，所述第一通孔与所述第二通孔一起作为穿过所述覆盖层和所述第二半导体层并且到所述第二绝缘物层的通孔。在一个实施例中，在形成所述覆盖层之后以及在形成所述空腔之前，所述方法还包括：在所述第一凹陷的至少底部上形成第一接触层；以及在所述第二凹陷的底部和侧壁上形成第二接触层，其中所述第二接触层延展到所述覆盖层的外表面上。在一个实施例中，在形成所述第一接触层和所述第二接触层之后，以及在形成所述空腔之前，所述方法还包括：去除所述衬底的一部分以形成第三凹陷，所述第三凹陷露出所述第一绝缘物层的下表面的一部分。在一个实施例中，去除所述多层膜中的至少一层膜以形成所述空腔的步骤包括：在形成所述第三凹陷之后，去除所述第二绝缘物层以形成由所述覆盖层与所述第一半导体层构成的空腔，以及去除所述第一绝缘物层的一部分以露出所述第一半导体层的下表面的一部分。在一个实施例中，提供半导体结构的步骤包括：提供衬底；在所述衬底上形成图案化的第一绝缘物层，其中所述第一绝缘物层露出所述衬底的一部分；在所述第一绝缘物层上形成图案化的第一半导体层，其中所述第一半导体层露出所述第一绝缘物层的一部分；以及在所述第一半导体层上形成图案化的第二绝缘物层，其中所述第二绝缘物层露出所述第一半导体层的一部分。在一个实施例中，在所述第一半导体层上形成图案化的第二绝缘物层的过程中，还在所述衬底上形成了第二绝缘物层的一部分；在形成所述保护层之后以及在形成所述覆盖层之前，所述方法还包括：去除位于所述衬底上的所述第二绝缘物层的所述部分。根据本专利技术的第二方面，提供了一种半导体装置，包括：衬底；位于所述衬底上的至少一层膜；位于所述至少一层膜上的覆盖层，所述覆盖层与所述至少一层膜构成空腔，所述覆盖层的内表面呈台阶形状；以及位于所述覆盖层的内表面的台阶上的保护层。在一个实施例中，所述至少一层膜包括：位于所述衬底上的第一绝缘物层以及位于所述第一绝缘物层上的第一半导体层；其中，所述覆盖层与所述第一半导体层构成空腔。在一个实施例中，所述半导体装置还包括：在所述覆盖层的内表面上的图案化的第二半导体层，其中所述保护层与所述第二半导体层隔离开。在一个实施例中，所述保护层覆盖所述覆盖层的所述台阶的一部分或者全部。在一个实施例中，所述保护层的材料包括：多晶硅、氮化硅、铜、金或铂。在一个实施例中，所述第二半导体层与所述保护层的材料相同。在一个实施例中，所述衬底的材料包括硅；所述第一半导体层和所述第二半导体层的材料分别包括多晶硅；所述第一绝缘物层的材料包括二氧化硅；所述覆盖层的材料包括氮化硅。在一个实施例中，所述第二半导体层形成有到所述空腔的第一通孔。在一个实施例中，所述覆盖层形成有露出所述第一半导体层的一部分的第一凹陷、露出所述第二半导体层的一部分的第二凹陷、以及与所述第一通孔相对准的第二通孔，其中，所述第一通孔与所述第二通孔一起作为穿过所述覆盖层和所述第二半导体层并且到所述空腔的通孔。在一个实施例中，所述半导体装置还包括：在所述第一凹陷的至少底部上的第一接触层；以及在所述第二凹陷的底部和侧壁上的第二接触层，其中所述第二接触层延展到所述覆盖层的外表面上。在一个实施例中，其中，所述衬底和所述第一绝缘物层露出所述第一半导体层的下表面的一部分。本专利技术中，通过在多层膜的台阶上形成保护层，然后在保护层上形成覆盖半导体结构的覆盖本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置的制造方法，其特征在于，包括：提供半导体结构，所述半导体结构包括：衬底以及位于所述衬底上的多层膜，其中所述多层膜形成台阶；形成覆盖在所述台阶上的保护层；在所述保护层上形成覆盖所述半导体结构的覆盖层；以及去除所述多层膜中的至少一层膜以形成由所述覆盖层与所述多层膜中剩余的至少一层膜构成的空腔。

【技术特征摘要】
1.一种半导体装置的制造方法，其特征在于，包括：提供半导体结构，所述半导体结构包括：衬底以及位于所述衬底上的多层膜，其中所述多层膜形成台阶；形成覆盖在所述台阶上的保护层；在所述保护层上形成覆盖所述半导体结构的覆盖层；以及去除所述多层膜中的至少一层膜以形成由所述覆盖层与所述多层膜中剩余的至少一层膜构成的空腔。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多层膜包括：位于所述衬底上的第一绝缘物层、位于所述第一绝缘物层上的第一半导体层、以及在所述第一半导体层上的第二绝缘物层，所述第一绝缘物层、所述第一半导体层和所述第二绝缘物层形成台阶形状。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，形成覆盖在所述台阶上的保护层的步骤包括：在所述第二绝缘物层上形成图案化的第二半导体层，并且在所述台阶上形成覆盖所述台阶的与所述第二半导体层隔离开的保护层。4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，在形成覆盖在所述台阶上的保护层的步骤中，所述保护层覆盖所述多层膜的台阶的一部分或者全部。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述保护层的材料包括：多晶硅、氮化硅、铜、金或铂。6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二半导体层与所述保护层的材料相同，形成所述第二半导体层和所述保护层的步骤包括：在提供半导体结构之后，形成覆盖所述半导体结构的材料层；以及对所述材料层执行图案化以将所述材料层分隔开，其中在所述第二绝缘物层上的所述材料层的一部分作为第二半导体层，以及在所述台阶上的所述材料层的一部分作为保护层。7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述衬底的材料包括硅；所述第一半导体层和所述第二半导体层的材料分别包括多晶硅；所述第一绝缘物层和所述第二绝缘物层的材料分别包括二氧化硅；所述覆盖层的材料包括氮化硅。8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二半导体层形成有到所述第二绝缘物层的第一通孔。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述保护层上形成覆盖所述半导体结构的覆盖层的步骤包括：通过沉积工艺在所述半导体结构上形成覆盖层；以及对所述覆盖层执行刻蚀以形成露出所述第一半导体层的一部分的第一凹陷、露出所述第二半导体层的一部分的第二凹陷、以及与所述第一通孔相对准的第二通孔，其中，所述第一通孔与所述第二通孔一起作为穿过所述覆盖层和所述第二半导体层并且到所述第二绝缘物层的通孔。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在形成所述覆盖层之后以及在形成所述空腔之前，所述方法还包括：在所述第一凹陷的至少底部上形成第一接触层；以及在所述第二凹陷的底部和侧壁上形成第二接触层，其中所述第二接触层延展到所述覆盖层的外表面上。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在形成所述第一接触层和所述第二接触层之后，以及在形成所述空腔之前，所述方法还包括：去除所述衬底的一部分以形成第三凹陷，所述第三凹陷露出所述第一绝缘物层的下表面的一部分。12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，去除所述多层膜中的至少一层膜以形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：王贤超，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造北京有限公司，中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11