器件加工方法技术

本发明专利技术提供了一种器件加工方法

【技术实现步骤摘要】
器件加工方法、MEMS器件及其加工方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种器件加工方法
、MEMS
器件及其加工方法
。

技术介绍

[0002]在半导体加工过程中，刻蚀工艺是其中一道至关重要的工艺制程，通过刻蚀工艺可将膜层中不需要的部分去除，从而图形化膜层以定义出所需要的图案
。
其中，刻蚀工艺一般包括干法刻蚀工艺和湿法刻蚀工艺，湿法刻蚀工艺通常为各向同性刻蚀，其具备较大的刻蚀速率，因此在器件的加工过程中被广泛使用
。
[0003]以
MEMS
麦克风为例，在其制备过程中通常也会利用湿法刻蚀工艺去除振动膜两侧的牺牲材料以释放振动膜，此时一般是将衬底浸入至刻蚀液中，或者将刻蚀液喷洒于衬底上，使得衬底上的膜层浸入于刻蚀液中，进而完成湿法刻蚀过程
。
然而，现有工艺中，在利用湿法刻蚀工艺刻蚀衬底上的目标膜层时，往往还会引起其他非目标膜层受到损伤
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种器件加工方法，以解决在执行湿法刻蚀工艺刻蚀目标膜层时导致非目标膜层受到损伤的问题
。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种器件加工方法，包括；在一衬底上形成硅材料层，所述硅材料层的下方和
/
或上方还形成有牺牲层，在所述硅材料层上形成电极，所述硅材料层的电势低于所述电极的电势，以及在所述电极和所述硅材料层之间还形成有亚稳态的金属硅化物层；执行湿法刻蚀工艺，以去除至少部分所述牺牲层，在刻蚀过程中所述硅材料层和所述电极均暴露于刻蚀液中；以及，在执行湿法刻蚀工艺之后，将所述亚稳态的金属硅化物层转化为稳态的金属硅化物层
。
[0006]可选的，所述亚稳态的金属硅化物层的形成方法包括：在所述硅材料层上形成金属层，并执行第一热退火工艺，以使金属层内的金属和硅材料层内的硅反应而生成所述亚稳态的金属硅化物层
。
[0007]可选的，执行第二热退火工艺，将所述亚稳态的金属硅化物层转化为稳态的金属硅化物层，所述第二热退火工艺的退火温度高于所述第一热退火工艺的退火温度
。
[0008]可选的，所述金属层包括钛金属层，所述第一热退火工艺的退火温度不高于
800℃
，所述第二热退火工艺的退火温度不低于
700℃
；或者，所述金属层包括钴金属层，所述第一热退火工艺的退火温度不高于
600℃
，所述第二热退火工艺的退火温度不低于
650℃。
[0009]可选的，所述硅材料层包括
N
掺杂的硅材料层，和
/
或，所述电极的材料包括金
。
[0010]本专利技术还提供了一种
MEMS
器件的加工方法，包括：在一衬底上依次形成第一牺牲层
、
第一导电层
、
第二牺牲层和第二导电层，并在所述第一导电层和所述第二导电层上均形成有电极；其中，所述第一导电层和所述第二导电层的至少其中之一为硅材料的导电层，并且至少在硅材料的导电层和对应的电极之间还形成有亚稳态的金属硅化物层；执行湿法刻
蚀工艺，以去除至少部分所述第一牺牲层和所述第二牺牲层，以释放出所述第一导电层两侧的振动空间，在刻蚀过程中所述硅材料的导电层和所述电极均暴露于刻蚀液中；以及，在执行湿法刻蚀工艺之后，将所述亚稳态的金属硅化物层转化为稳态的金属硅化物层
。
[0011]可选的，形成有亚稳态的金属硅化物层的方法包括：在所述硅材料的导电层上形成金属层，并执行第一热退火工艺，以使金属层内的金属和硅材料层内的硅反应而生成所述亚稳态的金属硅化物层
。
[0012]可选的，执行第二热退火工艺，将所述亚稳态的金属硅化物层转化为稳态的金属硅化物层，所述第二热退火工艺的退火温度高于所述第一热退火工艺的退火温度
。
[0013]可选的，所述金属层包括钛金属层，所述第一热退火工艺的退火温度不高于
800℃
，所述第二热退火工艺的退火温度不低于
700℃
；或者，所述金属层包括钴金属层，所述第一热退火工艺的退火温度不高于
600℃
，所述第二热退火工艺的退火温度不低于
650℃。
[0014]可选的，所述硅材料的导电层包括
N
掺杂的硅材料层，和
/
或，所述电极的材料包括金
。
[0015]可选的，所述
MEMS
器件为
MEMS
麦克风，所述第一导电层用于构成所述
MEMS
麦克风的振动膜，所述第二导电层用于构成所述
MEMS
麦克风的背极板
。
[0016]本专利技术还提供了一种
MEMS
器件，包括：衬底
、
依次形成在所述衬底上的第一导电层和第二导电层
、
形成在所述第一导电层上的电极以及形成在所述第二导电层上的电极；其中，所述第一导电层和所述第二导电层的至少其中之一为硅材料的导电层，并且至少在硅材料的导电层和对应的电极之间还形成有金属硅化物层
。
[0017]在本专利技术提供的器件加工方法，其在执行湿法刻蚀工艺之前，于电极和硅材料层之间设置亚稳态的金属硅化物层，而亚稳态的金属硅化物层具备高阻特性，可以减弱甚至阻断电极和硅材料层之间的电性连接，从而在进行湿法刻蚀工艺的过程中，即可有效缓解原电池效应，改善低电势的硅材料层因原电池效应而受到电化学侵蚀的问题
。
并且，在湿法刻蚀工艺之后，还将亚稳态的金属硅化物层转化为稳态的金属硅化物层，稳态的金属硅化物层具备低阻特性，确保电极和硅材料层之间的有效电连接，同时还能够有效降低电极和硅材料层之间的接触电阻，进一步提高所制备的器件的性能
。
附图说明
[0018]图1为本专利技术一实施例中的一种器件加工方法的流程示意图
。
[0019]图2‑
图7为本专利技术一实施例中的一种器件在其加工过程中的结构示意图
。
[0020]图8‑
图
13
为本专利技术一实施例中的
MEMS
器件在其制备过程中的结构示意图
。
[0021]其中，附图标记如下：
[0022]10
‑
衬底；
[0023]10a
‑
背腔；
[0024]20
‑
硅材料层；
[0025]30
‑
牺牲层；
[0026]40
‑
绝缘材料层；
[0027]50a
‑
接触窗；
[0028]51
‑
金属层；
[0029]52
‑
亚稳态的金属硅化物层；
[0030]53...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种器件加工方法，其特征在于，包括；在一衬底上形成硅材料层，所述硅材料层的下方和
/
或上方还形成有牺牲层，在所述硅材料层上形成电极，所述硅材料层的电势低于所述电极的电势，以及在所述电极和所述硅材料层之间还形成有亚稳态的金属硅化物层；执行湿法刻蚀工艺，以去除至少部分所述牺牲层，在刻蚀过程中所述硅材料层和所述电极均暴露于刻蚀液中；以及，在执行湿法刻蚀工艺之后，将所述亚稳态的金属硅化物层转化为稳态的金属硅化物层
。2.
如权利要求1所述的器件加工方法，其特征在于，所述亚稳态的金属硅化物层的形成方法包括：在所述硅材料层上形成金属层，并执行第一热退火工艺，以使金属层内的金属和硅材料层内的硅反应而生成所述亚稳态的金属硅化物层
。3.
如权利要求2所述的器件加工方法，其特征在于，执行第二热退火工艺，将所述亚稳态的金属硅化物层转化为稳态的金属硅化物层，所述第二热退火工艺的退火温度高于所述第一热退火工艺的退火温度
。4.
如权利要求3所述的器件加工方法，其特征在于，所述金属层包括钛金属层，所述第一热退火工艺的退火温度不高于
800℃
，所述第二热退火工艺的退火温度不低于
700℃
；或者，所述金属层包括钴金属层，所述第一热退火工艺的退火温度不高于
600℃
，所述第二热退火工艺的退火温度不低于
650℃。5.
如权利要求1‑4任一项所述的器件加工方法，其特征在于，所述硅材料层包括
N
掺杂的硅材料层，和
/
或，所述电极的材料包括金
。6.
一种
MEMS
器件的加工方法，其特征在于，包括：在一衬底上依次形成第一牺牲层
、
第一导电层
、
第二牺牲层和第二导电层，并在所述第一导电层和所述第二导电层上均形成有电极；其中，所述第一导电层和所述第二导电层的至少其中之一为硅材料的导电层，并且至少在硅材料的导电层和对应的电极之间还形成有亚稳态的金属硅化物层；执行湿法刻蚀工艺，去除至少部分所述第一牺牲层和所述第二牺牲层，以释放出所述第一导电层两侧的振动空间，在刻蚀过程中所述硅材料的导电层和所述电极均暴露于刻蚀液中；以及，在执行湿法刻蚀工艺...

【专利技术属性】
技术研发人员：方羊，王东，姚阳文，
申请(专利权)人：绍兴中芯集成电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：