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。通过在压电层的表面上形成第一金属材料层，以使得质量负载层能够利用剥离工艺先于上电极层制备，从而在制备质量负载层的过程中即可以对质量负载层进行稳定的厚度检测，避免受到上电极层的干扰。并且，基于第一金属材料层的存在，也进一步实现了金属环也能够先于上电极层制备，大大提高了器件的制备工艺的灵活性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
半导体器件及其形成方法


[0001]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

[0002]将由具备逆压电效应的压电材料制成的谐振结构应用于半导体器件中，通常可进一步构成晶体振荡器和滤波器（例如，体声波滤波器）。其中，半导体器件的谐振结构一般包括上下电极以及夹持在上下电极之间的压电层，而目前为了制备出不同频率的谐振结构，则通常还会设置质量负载层，并通过调整质量负载层的厚度以进一步实现谐振结构的频率调整。
[0003]在实际应用的半导体器件中，通常是部分谐振结构中设置有质量负载层而部分谐振结构中未设置有质量负载层，以及不同谐振结构中的质量负载层的厚度也可能不同。例如可参考图1所示，一种半导体器件包括衬底10和依次形成在衬底10上的下电极层21、压电层22和上电极层23。其中，部分谐振区域（如图1所示的第一谐振区域10A）中的上电极层23上还形成有质量负载层25，而部分谐振区域（如图1所示的第二谐振区域10B）中则未设置有质量负载层。
[0004]此外，在具体的器件加工中，制备完成所述质量负载层25后，通常还需要对所述质量负载层25的厚度进行测量，然而由于质量负载层25下方还具有上电极层23，从而容易对质量负载层25的测量造成干扰，难以精度量测出质量负载层25的厚度。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种半导体器件及其形成方法，以解决现有工艺制备出的半导体器件其质量负载层的厚度难以精确测量的问题。
[0006]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，所述衬底上具有至少一个谐振区域；依次形成下电极层和压电层在所述衬底的各个谐振区域中；在第一温度下执行溅射工艺，以形成第一金属材料层，所述第一金属材料层覆盖所述压电层；在第二温度下执行溅射工艺和剥离工艺，以形成质量负载层在至少一个谐振区域的第一金属材料层上，所述第二温度和所述第一温度的温度差异至多10℃；以及，形成上电极层和金属环在各个谐振区域中，所述金属环位于所述谐振区域的边缘位置并位于所述上电极层的区域范围内，其中所述上电极层的形成方法包括在第三温度下执行溅射工艺和刻蚀工艺，所述第三温度高于所述第一温度或所述第二温度至少150℃，所述金属环的形成方法包括执行溅射工艺和剥离工艺。
[0007]可选的，所述质量负载层的形成方法包括：在所述第一金属材料层上形成图案化光阻层；在第二温度下执行溅射工艺形成第二金属材料层，所述第二金属材料层形成在从所述图案化光阻层暴露出的区域，以及还形成在所述图案化光阻层上；以及，利用剥离液剥离所述图案化光阻层，以去除图案化光阻层上的金属材料，并利用保留下的金属材料形成所述质量负载层。
[0008]可选的，所述第一金属材料层的厚度小于等于200
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。
[0009]可选的，所述第一温度和所述第二温度均小于等于50℃，所述第三温度大于等于200℃。进一步的，所述第二温度和所述第一温度相同。
[0010]可选的，所述上电极层和所述质量负载层均包括相同的金属材料。
[0011]可选的，所述金属环先于所述上电极层制备，所述上电极层的端部覆盖所述金属环；或者，所述金属环形成在所述上电极层上，并位于所述上电极层的端部。
[0012]可选的，形成所述质量负载层的方法还包括对所述质量负载层进行厚度量测，所述厚度量测的方法包括：以所述压电层作为信号反射层，并根据由所述压电层反射回的反射信号得到其上方的膜层厚度值。
[0013]可选的，所述衬底上具有第一谐振区域和第二谐振区域，所述第一谐振区域中形成有所述质量负载层，所述第二谐振区域中未形成有所述质量负载层；以及，形成所述上电极层的方法还包括还对所述第二谐振区域中的上电极层进行厚度量测，所述厚度量测的方法包括：以所述压电层作为信号反射层，以根据由所述压电层反射回的反射信号得到其上方的膜层厚度值。
[0014]本专利技术还提供了一种半导体器件，包括：衬底，所述衬底上具有至少一个谐振区域；下电极层，至少设置在各个谐振区域的衬底上；压电层，形成在所述衬底上并覆盖各个谐振区域；底层金属层，接触覆盖所述压电层；质量负载层，设置在至少一个谐振区域的底层金属层上；以及，上电极层和金属环，均设置在各个谐振区域中，所述金属环环绕在各个谐振区域的边缘并位于所述上电极层的区域范围内。
[0015]可选的，所述半导体器件还包括：所述上电极层的端部覆盖所述金属环；或者，所述金属环形成在所述上电极层上并位于所述上电极层的端部。
[0016]本专利技术提供的半导体器件及其形成方法中，通过在压电层的表面上形成第一金属材料层，从而使得质量负载层能够利用剥离工艺先于上电极层制备，并且也进一步实现了金属环也能够先于上电极层制备，大大提高了器件的制备工艺的灵活性。同时，相对于上电极层而言，优先制备质量负载层，从而在制备所述质量负载层时即可对所述质量负载层进行稳定的厚度检测，避免受到上电极层的干扰。
附图说明
[0017]图1是一种半导体器件的结构示意图。
[0018]图2是本专利技术提供的一种的半导体器件的形成方法的流程示意图。
[0019]图3~图8是本专利技术实施例一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。
[0020]图9是本专利技术实施例二中的半导体器件的结构示意图。
[0021]其中，附图标记如下：10/100
‑
衬底；110a
‑
腔体；110
‑
牺牲层；10A/100A
‑
第一谐振区域；10B/100B
‑
第二谐振区域；
21/210
‑
下电极层；22/220
‑
压电层；23/230
‑
上电极层；24/240
‑
金属环；25/250
‑
质量负载层；260
‑
底层金属层；260
’‑
第一金属材料层。
具体实施方式
[0022]本专利技术的核心思路在于提供一种半导体器件及其形成方法，其具体通过对质量负载层的制备工艺进行调整，以使得质量负载层的量测过程更为稳定，提高对质量负载层的厚度量测精度。具体的，本专利技术提供的半导体器件的形成方法可参考图2所示，其包括如下步骤。
[0023]步骤S100，提供一衬底，所述衬底上具有至少一个谐振区域。
[0024]步骤S200，依次形成下电极层和压电层在所述衬底的各个谐振区域中。
[0025]步骤S300，在第一温度下执行溅射工艺，以形成第一金属材料层，所述第一金属材料层覆盖所述压电层。
[0026]步骤S400，在第二温度下执行溅射工艺和剥离工艺，以形成质量负载层在至少一个谐振区域的第一金属材料层上，所述第二温度和所述第一温度的温度差异至多10℃。
[0027]步骤S500，形成上电极层和金属环在各个谐振区域中，所述金属环位于所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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，所述衬底上具有至少一个谐振区域；依次形成下电极层和压电层在所述衬底的各个谐振区域中；在第一温度下执行溅射工艺，以形成第一金属材料层，所述第一金属材料层覆盖所述压电层；在第二温度下执行溅射工艺和剥离工艺，以形成质量负载层在至少一个谐振区域的第一金属材料层上，所述第二温度和所述第一温度的温度差异至多10℃；以及，形成上电极层和金属环在各个谐振区域中，所述金属环位于所述谐振区域的边缘位置并位于所述上电极层的区域范围内，其中所述上电极层的形成方法包括在第三温度下执行溅射工艺和刻蚀工艺，所述第三温度高于所述第一温度或所述第二温度至少150℃，所述金属环的形成方法包括执行溅射工艺和剥离工艺。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，所述质量负载层的形成方法包括：在所述第一金属材料层上形成图案化光阻层；在第二温度下执行溅射工艺形成第二金属材料层，所述第二金属材料层形成在从所述图案化光阻层暴露出的区域，以及还形成在所述图案化光阻层上；以及，利用剥离液剥离所述图案化光阻层，以去除图案化光阻层上的金属材料，并利用保留下的金属材料形成所述质量负载层。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，所述第一金属材料层的厚度小于等于200
ꢀÅ
。4.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述第一温度和所述第二温度均小于等于50℃，所述第三温度大于等于200℃。5.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述第二温度和所述第一温度相同。6.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述上电极层...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴盛凯，蔡敏豪，王勇涛，罗传鹏，
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：