一种半导体器件及其形成方法技术

本发明专利技术提供了一种半导体器件及其形成方法。利用侧壁垂直或接近垂直的第一光阻层精度控制所形成的牺牲部，从而有利于在水平向上精确控制最终所形成的悬空部的宽度尺寸，以及还进一步利用该第一光阻层执行剥离工艺以形成上电极层，有效避免了上电极层和牺牲部受到表面损伤；并且，基于同一光阻层形成牺牲部和上电极层，还有利于实现上电极层的端部可以自对准的抵接至牺牲部的端部，进一步提高对最终所形成悬空部的形貌的控制精度。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体器件及其形成方法
本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种半导体器件及其形成方法。
技术介绍
利用压电材料的逆压电效应制成的半导体器件，是晶体振荡器和滤波器的关键元件，其常常被应用于体声波滤波器中。图1~图2为一种半导体器件在其制备过程中的结构示意图，如图1~图2所示，所述半导体器件的形成方法可包括如下步骤。步骤一，具体参考图1所示，提供一衬底10，所述衬底10上依次形成有下电极层20和压电材料层30。以及，在所述下电极层20和所述压电材料层30上还形成有上电极材料层40a和图形化的钝化层50。步骤二，具体参考图2所示，采用刻蚀工艺刻蚀所述上电极材料层40a，以形成上电极层40a。以及，在刻蚀所述上电极材料层40a时，刻蚀剂还会进一步侧向侵蚀所述上电极材料层40a中位于所述钝化层50正下方的部分，以使所形成的上电极层40的端部相对于所述钝化层50的端部内缩。此时，即相应的使所述钝化层50的端部相对于所述上电极层40延伸出，以至少部分构成悬空部51，所述悬空部51悬空遮盖在所述压电材料层30的上方。应当认识到，针对体声波滤波器而言，通过形成所述悬空部51，即有利于提高体声谐振器的质量因子（Q值），该悬空部51的尺寸对器件的Q值影响很大，是产品品质因数重要指标。然而，目前通过刻蚀上电极材料层40a的同时进一步侧向侵蚀以悬空部51，一方面会对所形成的上电极层400的表面容易产生刻蚀损伤，另一方面也难以实现对所形成的悬空部51的尺寸的精确控制。例如，针对不同器件而言，通常所设置的上电极层40的厚度尺寸也存在差异，从而会使得侧向侵蚀的时间难以统一，进而会导致不同器件的悬空部的宽度尺寸难以精确控制。此外，当上电极层40采用两层或者多层不同材料的导电层构成时，则由于不同导电层的刻蚀速率存在差异，进而会使得悬空部下方的空隙的空间尺寸在不同高度位置也不一致，影响器件的性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种半导体器件的形成方法，以解决现有的制备方法中容易对上电极层造成表面损伤，且难以精确控制悬空部的尺寸。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种半导体器件的形成方法，包括：提供一衬底，并在所述衬底上依次形成下电极层和压电材料层；在所述压电材料层上形成牺牲材料层，以及在所述牺牲材料层上形成图形化的第一光阻层，所述第一光阻层至少暴露出上电极形成区域，并且所述第一光阻层的侧壁相对于水平向的夹角为90°+/-5°；以所述第一光阻层为掩模刻蚀所述牺牲材料层，剩余的牺牲材料层构成牺牲部；形成上电极材料层，所述上电极材料层覆盖所述第一光阻层以及所述压电材料层；剥离所述第一光阻层，以形成上电极层，所述上电极层的端部抵接至所述牺牲部的端部；形成钝化层，所述钝化层覆盖所述上电极层并横向延伸至部分所述牺牲部；去除所述牺牲部，所述钝化层中悬空遮盖的部分构成悬空部。可选的，所述第一光阻层采用正性光阻形成。可选的，在所述第一光阻层和所述牺牲材料层之间还形成有抗反射层，所述抗反射层的形成方法包括：在执行显影工艺以形成图形化的第一光阻层时，显影液还侧向刻蚀所述抗反射层，以使图形化的抗反射层的端部相对于所述图形化的第一光阻层的端部内缩。可选的，采用溅射工艺形成所述上电极材料层。可选的，所述上电极层的厚度不大于所述牺牲部的厚度。可选的，以所述第一光阻层为掩模刻蚀所述牺牲材料层的方法包括：采用干法刻蚀工艺刻蚀所述牺牲材料层。可选的，所述钝化层的形成方法包括：采用干法刻蚀工艺刻蚀钝化材料层，以形成所述钝化层。可选的，所述悬空部的尺寸介于0.7μm~3μm。可选的，所述半导体器件包括体声波滤波器本专利技术的又一目的在于提供一种采用如上所述的形成方法所制备出的半导体器件，包括：衬底；下电极层，形成在所述衬底上；压电材料层，覆盖所述下电极层；上电极层，形成在所述压电材料层上；钝化层，形成在所述上电极层上，并且所述钝化层具有从所述上电极层延伸出的悬空部。在本专利技术提供的半导体器件的形成方法中，利用侧壁垂直或接近垂直的第一光阻层形成精度较高的牺牲部，并进一步利用该第一光阻层执行剥离工艺以形成上电极层，此时可以不用对上电极层执行刻蚀工艺，避免了上电极层和牺牲部受到表面损伤，相应的提高了上电极层和牺牲部的表面平整度，从而可以在高度方向上精确控制最终所形成的悬空部的高度尺寸；并且，基于同一光阻层形成牺牲部和上电极层，还有利于实现上电极层的端部可以自对准的抵接至牺牲部的端部。此外，本专利技术中将第一光阻层的侧壁形成为垂直侧壁或接近垂直的侧壁，从而可以提高对其下方的牺牲部的图形化精度，此时即可以在水平方向上精确控制最终所形成的悬空部的宽度尺寸。应当认识到，基于本专利技术提供的方法，即使是针对不同器件中的不同厚度的上电极层，或者针对同一器件中具有多层不同材料的上电极层而言，均能够实现精确且稳定的控制钝化层中的悬空部的尺寸，保障所制备出的器件的性能。附图说明图1~图2为现有一种半导体器件的形成方法的结构示意图；图3为本专利技术一实施例中的半导体器件的形成方法的流程示意图；图4~图11为本专利技术一实施例中的半导体器件的形成方法在其制备过程中的结构示意图。其中，附图标记如下：10/100-衬底；20/200-下电极层；30/300-压电材料层；40/400-上电极层；40a/400a-上电极材料层；50/500-钝化层；51-悬空部；500a-钝化材料层；600a-牺牲材料层；600-牺牲部；700-第一光阻层；800-抗反射层；900-第二光阻层。具体实施方式承如
技术介绍
所述，在目前的半导体器件的制备方法中，通常是利用侧向侵蚀上电极层的方式形成钝化层的悬空部，该方法不仅容易导致上电极层受到表面损伤，并且也难以精确控制所形成的悬空部的尺寸。为此，本专利技术提供了一种半导体器件的形成方法，以精确且稳定的控制所形成的悬空部的尺寸。例如参考图3所示，所述半导体器件的形成方法包括：步骤S100，提供一衬底，并在所述衬底上依次形成下电极层和压电材料层；步骤S200，在所述压电材料层上形成牺牲材料层，并在所述牺牲材料层上形成图形化的第一光阻层，所述第一光阻层至少暴露出上电极形成区域，并且所述第一光阻层的侧壁相对于水平向的夹角为90°+/-5°；步骤S300，以所述第一光阻层为掩模刻蚀所述牺牲材料层，剩余的牺牲材料层构成牺牲部；步骤S400，形成上电极材料层，所述上电极材料层覆盖所述第一光阻层以及所述压电材料层；步骤S500，剥离所述第一光阻层，以形成上电极层，所述上电极层的端部抵接至所述牺牲部的端部；步骤S600，形成钝化层，所述钝化层覆盖所述上电极层并横向延伸至部分所述牺牲部；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体器件的形成方法，其特征在于，包括：/n提供一衬底，并在所述衬底上依次形成下电极层和压电材料层；/n在所述压电材料层上形成牺牲材料层，以及在所述牺牲材料层上形成图形化的第一光阻层，所述第一光阻层至少暴露出上电极形成区域；/n以所述第一光阻层为掩模刻蚀所述牺牲材料层，剩余的牺牲材料层构成牺牲部；/n形成上电极材料层，所述上电极材料层覆盖所述第一光阻层以及所述压电材料层；/n剥离所述第一光阻层，以形成上电极层，所述上电极层的端部抵接至所述牺牲部的端部；/n形成钝化层，所述钝化层覆盖所述上电极层并横向延伸至部分所述牺牲部；以及，/n去除所述牺牲部，所述钝化层中悬空遮盖的部分构成悬空部。/n

【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：
提供一衬底，并在所述衬底上依次形成下电极层和压电材料层；
在所述压电材料层上形成牺牲材料层，以及在所述牺牲材料层上形成图形化的第一光阻层，所述第一光阻层至少暴露出上电极形成区域；
以所述第一光阻层为掩模刻蚀所述牺牲材料层，剩余的牺牲材料层构成牺牲部；
形成上电极材料层，所述上电极材料层覆盖所述第一光阻层以及所述压电材料层；
剥离所述第一光阻层，以形成上电极层，所述上电极层的端部抵接至所述牺牲部的端部；
形成钝化层，所述钝化层覆盖所述上电极层并横向延伸至部分所述牺牲部；以及，
去除所述牺牲部，所述钝化层中悬空遮盖的部分构成悬空部。


2.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述第一光阻层采用正性光阻形成，并且所述第一光阻层的侧壁相对于水平向的夹角为90°+/-5°。


3.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，在所述第一光阻层和所述牺牲材料层之间还形成有抗反射层，所述抗反射层的形成方法包括：
在执行显影工艺以形成图形化的第一光阻层时，显影液还侧向刻蚀所述抗反射层，以使图形化的抗反射层的端部相对于所述图形化的第一光阻层的端部内缩。

【专利技术属性】
技术研发人员：穆苑龙，单伟中，王冲，王大甲，魏有晨，
申请(专利权)人：中芯集成电路制造绍兴有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33