半导体器件与其制作方法技术

本申请提供了一种半导体器件与其制作方法。该半导体器件包括：具有凹槽的第一电极层；介质层，位于凹槽的表面上以及凹槽两侧的第一电极层的表面上，介质层具有电极接触通孔；第二电极层，位于介质层的远离第一电极层的一侧，且第二电极层和凹槽表面上的介质层形成空腔，第一电极层的材料和/或第二电极层的材料包括SiC；第一电极，至少部分位于电极接触通孔中且与第一电极层接触；第二电极，至少部分位于第二电极层的远离介质层的表面上。的半导体器件中，第一电极层的材料和/或第二电极层的材料包括SiC，SiC的耐高温性能较好，使得该半导体器件的耐高温性能较好，可以在大于或者等于500℃的环境下准确测量。

Semiconductor devices and their fabrication methods

【技术实现步骤摘要】
半导体器件与其制作方法
本申请涉及半导体领域，具体而言，涉及一种半导体器件与其制作方法。
技术介绍
压力是仅次于温度的第二大需要测量的物理量，压力传感器是目前广泛应用的一类传感器，随着现代工业技术的进一步发展，在石油化工、航空航天和军事等领域应用的高温压力传感器对我国工业发展至关重要。虽然，传统的硅基电容型压力传感器已在现代工业中取得了极其广泛的应用，但是硅材料的固有物理化学特性的限制，例如易腐蚀性、低的热机械稳定性(500℃时开始丧失机械可靠性)和相对较窄的禁带宽度(硅基PN结在200℃时开始劣化)等，使传统的硅基传感技术无法完成极端恶劣环境下实时精准探测的要求。在
技术介绍
部分中公开的以上信息只是用来加强对本文所描述技术的
技术介绍
的理解，因此，
技术介绍
中可能包含某些信息，这些信息对于本领域技术人员来说并未形成在本国已知的现有技术。
技术实现思路
本申请的主要目的在于提供一种半导体器件与其制作方法，以解决现有技术中的传感器无法在高温等极端恶劣的环境下实现精准测量的问题。为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种半导体器件，上述半导体器件包括：具有凹槽的第一电极层；介质层，位于上述凹槽的表面上以及上述凹槽两侧的上述第一电极层的表面上，上述介质层具有电极接触通孔；第二电极层，位于上述介质层的远离上述第一电极层的一侧，且上述第二电极层和上述凹槽表面上的上述介质层形成空腔，上述第一电极层的材料和/或上述第二电极层的材料包括SiC；第一电极，至少部分位于上述电极接触通孔中且与上述第一电极层接触；第二电极，至少部分位于上述第二电极层的远离上述介质层的表面上。进一步地，上述第一电极层和/或上述第二电极层的掺杂浓度等于或大于1020/cm3。进一步地，上述第一电极层和上述介质层的晶格常数的差值在0.01～0.10之间，和/或上述第二电极层和上述介质层的晶格常数的差值在0.01～0.10之间。进一步地，上述介质层的材料包括AlN。进一步地，上述介质层的厚度在200～500nm之间。进一步地，上述第一电极层的材料包括SiC，上述第二电极层的材料包括3C-SiC。进一步地，上述第一电极层的厚度在30～50μm之间，上述第二电极层的厚度在2～4μm之间。根据本申请的另一方面，提供了一种半导体器件的制作方法，该制作方法包括：提供具有凹槽的第一电极层；在上述凹槽的裸露表面上以及上述凹槽两侧的上述第一电极层的裸露表面上设置预介质层；在上述预介质层的远离上述第一电极层的一侧设置第二预电极层，上述第二预电极层和上述凹槽中的上述介质层形成空腔，上述第一电极层的材料和/或上述第二预电极层的材料包括SiC；去除部分上述第二预电极层，使得上述凹槽两侧的部分上述预介质层裸露，形成第二电极层；去除表面裸露的部分上述预介质层，形成具有电极接触通孔的介质层，上述电极接触通孔使得上述第一电极层的部分裸露；在上述电极接触通孔中设置第一电极材料，形成第一电极；在上述第二电极层的表面上设置第二电极材料，形成第二电极。进一步地，设置有上述预介质层和上述第一电极层的结构为第一待键合结构，上述在上述预介质层的远离上述第一电极层的一侧设置第二预电极层的过程包括：提供衬底；在上述衬底的表面上设置上述第二预电极层，形成第二待键合结构；将上述第一待键合结合和上述第二待键合结构键合，使得上述第二预电极层与上述预介质层的远离上述第一电极层的部分表面接触，形成键合结构；去除上述键合结构中的上述衬底。进一步地，采用表面活性化晶圆键合技术将所属第一待键合结合和上述第二待键合结构键合。应用本申请的技术方案，上述的半导体器件中，第一电极层的材料和/或上述第二电极层的材料包括SiC，SiC的耐高温性能较好，使得该半导体器件的耐高温性能较好，可以在大于或者等于500℃的环境下准确测量。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1示出了根据本申请的一种半导体器件的结构示意图；以及图2至图9示出了本申请的图1所示的半导体器件的制作过程的结构示意图。其中，上述附图包括以下附图标记：10、第一电极层；11、第一预电极层；12、凹槽；20、介质层；21、预介质层；22、电极接触通孔；30、第二电极层；31、第二预电极层；40、第一电极；50、第二电极；60、衬底；01、第一待键合结构；02、第二待键合结构。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。应该理解的是，当元件(诸如层、膜、区域、或衬底)描述为在另一元件“上”时，该元件可直接在该另一元件上，或者也可存在中间元件。而且，在说明书以及权利要求书中，当描述有元件“连接”至另一元件时，该元件可“直接连接”至该另一元件，或者通过第三元件“连接”至该另一元件。正如
技术介绍
所介绍的，现有技术中的传感器无法在高温等极端恶劣的环境下实现精准测量，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种半导体器件与其制作方法。本申请的一种典型的实施方式中，提供了一种半导体器件，如图1所示，该半导体器件包括具有凹槽12的第一电极层10、介质层20、第二电极层30、第一电极40和第二电极50。其中，介质层20位于上述凹槽12的表面上以及上述凹槽12两侧的上述第一电极层10的表面上，上述介质层20具有电极接触通孔22；第二电极层30位于上述介质层20的远离上述第一电极层10的一侧，且上述第二电极层30和上述凹槽12表面上的上述介质层20形成空腔，上述第一电极层10的材料和/或上述第二电极层30的材料包括SiC；第一电极40的至少部分位于上述电极接触通孔22中且与上述第一电极层10接触；第二电极50的至少部分位于上述第二电极层30的远离上述介质层20的表面上。上述的第一电极层和第二电极层的掺杂类型可以相同。本申请中的一种具体的实施例中，半导体器件为电容型压力传感器，且该传感器由具有凹槽的第一电极层、介质层、第二电极层、第一电极和第二电极形成，如图1所示。需要说明的是，上述的“第一电极层的材料和/或上述第二电极层的材料包括SiC”包括三种情况：第一种情况为，第一电极层的材料包括SiC，第二电极层的材料不包括SiC；第二种情况为，第二电极层的材料包括SiC，第一电极层的材料不包括SiC；第三种情况为，第二电极层的材料包括SiC，第一电极层的材本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体器件，其特征在于，所述半导体器件包括：/n具有凹槽的第一电极层；/n介质层，位于所述凹槽的表面上以及所述凹槽两侧的所述第一电极层的表面上，所述介质层具有电极接触通孔；/n第二电极层，位于所述介质层的远离所述第一电极层的一侧，且所述第二电极层和所述凹槽表面上的所述介质层形成空腔，所述第一电极层的材料和/或所述第二电极层的材料包括SiC；/n第一电极，至少部分位于所述电极接触通孔中且与所述第一电极层接触；/n第二电极，至少部分位于所述第二电极层的远离所述介质层的表面上。/n

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件，其特征在于，所述半导体器件包括：
具有凹槽的第一电极层；
介质层，位于所述凹槽的表面上以及所述凹槽两侧的所述第一电极层的表面上，所述介质层具有电极接触通孔；
第二电极层，位于所述介质层的远离所述第一电极层的一侧，且所述第二电极层和所述凹槽表面上的所述介质层形成空腔，所述第一电极层的材料和/或所述第二电极层的材料包括SiC；
第一电极，至少部分位于所述电极接触通孔中且与所述第一电极层接触；
第二电极，至少部分位于所述第二电极层的远离所述介质层的表面上。


2.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述第一电极层和/或所述第二电极层的掺杂浓度等于或大于1020/cm3。


3.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述第一电极层和所述介质层的晶格常数的差值在0.01～0.10之间，和/或所述第二电极层和所述介质层的晶格常数的差值在0.01～0.10之间。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体器件，其特征在于，所述介质层的材料包括AlN。


5.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体器件，其特征在于，所述介质层的厚度在200～500nm之间。


6.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体器件，其特征在于，所述第一电极层的材料包括SiC，所述第二电极层的材料包括3C-SiC。


7.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体器件，其特征在于，所述第一电极层的厚度在30～5...

【专利技术属性】
技术研发人员：王英辉，尚海平，王玮冰，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11