[发明专利]一种制作半导体器件的方法

说明书

本发明涉及一种制作半导体器件的方法，所述方法包括提供半导体衬底，所述半导体衬底从下往上依次包括支撑衬底、绝缘氧化物埋层以及半导体材料层；在所述半导体材料层上形成图案化的光刻胶层；根据所述图案化的光刻胶层刻蚀所述半导体材料层露出所述绝缘氧化物埋层，以形成第一沟槽；去除所述图案化的光刻胶层；刻蚀部分露出的所述绝缘氧化物埋层，以形成第二沟槽；刻蚀所述第二沟槽的顶部侧壁，以扩大所述第二沟槽的顶部开口；刻蚀剩余的所述绝缘氧化物埋层，以露出所述支撑衬底。根据本发明的制作方法使形成的硅通孔底部没有凹槽且具有良好的侧壁，同时改善了用于后续填充工艺的层间介电层(氧化物层)的覆盖，以避免了器件发生漏电的潜在风险。

技术领域

本发明涉及半导体领域，具体地，本发明涉及一种制作半导体器件的方法。

背景技术

微机电系统(MEMS)器件包括相对较新的、将半导体与非常小的机械器件相结合的技术。MESM器件包括微机械加工的传感器、致动器，以及使用最初发展用于半导体器件/集成电路工业的技术，通过添加、减少、更改，以及图案化材料来形成的其他结构。MEMS器件被用在多种应用中，诸如，运动控制器的传感器、喷墨式打印机、安全气囊、扩音器、以及陀螺仪。在其中使用了MEMS器件的应用持续发展，并且现在还包括以下应用，诸如，移动电话、汽车、全球定位系统(GPS)、视频游戏、消费性电子产品、汽车安全、以及医疗技术等领域。

目前采用硅通孔(Through Silicon Via，TSV)技术用于MEMS器件的封装，硅通孔是一种穿透硅晶圆或芯片的垂直互连，TSV可堆栈多片芯片，在芯片钻出小洞(制程又可分为先钻孔及后钻孔两种，Via Fist，ViaLast)，从底部填充入金属。例如硅晶圆上以蚀刻或雷射方式钻孔(via)，再以导电材料如铜、多晶硅、钨等物质填满，从而实现不同硅片之间的互联。

微机电系统(MEMS)器件硅通孔的制作需要具有高横纵比的刻蚀，垂直的侧壁轮廓，良好的特征尺寸控制以及刻蚀均匀性以满足微机电系统器件要求。

因此，需要一种新的半导体器件硅通孔的制备方法，以满足MEMS器件的要求。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

本发明为了克服目前存在问题，提供一种制作半导体器件的方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底从下往上依次包括支撑衬底、绝缘氧化物埋层以及半导体材料层；在所述半导体材料层上形成图案化的光刻胶层；根据所述图案化的光刻胶层刻蚀所述半导体材料层露出所述绝缘氧化物埋层，以形成第一沟槽；去除所述图案化的光刻胶层；刻蚀部分露出的所述绝缘氧化物埋层，以形成第二沟槽；刻蚀所述第二沟槽的顶部侧壁，以扩大所述第二沟槽的顶部开口；刻蚀剩余的所述绝缘氧化物埋层，以露出所述支撑衬底。

示例性地，采用博世蚀刻工艺刻蚀所述半导体材料层。

示例性地，所述博世蚀刻工艺的刻蚀气体包括SF₆和C₅F₈。

示例性地，采用O₂和CF₄的混合气体去除所述图案化的光刻胶层。

示例性地，采用地毯式蚀刻工艺刻蚀所述第二沟槽的顶部侧壁。

示例性地，所述地毯式蚀刻工艺的刻蚀气体包括SF₆和O₂。

示例性地，采用干法刻蚀所述绝缘氧化物埋层，所述干法刻蚀的刻蚀气体包括CF₄和CHF₃。

示例性地，所述绝缘氧化物埋层的材料为二氧化硅，所述半导体材料层的材料为硅。