[发明专利]一种半导体器件及其制作方法和电子装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体而言涉及一种半导体器件及其制作方法和电子装置。

背景技术

随着半导体技术的不断发展，在运动传感器(motion sensor)类产品的市场上，智能手机、集成CMOS和微机电系统(MEMS)器件日益成为最主流、最先进的技术，并且随着技术的更新，这类传动传感器产品的发展方向是规模更小的尺寸，高质量的电学性能和更低的损耗。

其中，MEMS压力传感器广泛应用于汽车电子：如TPMS、发动机机油压力传感器、汽车刹车系统空气压力传感器、汽车发动机进气歧管压力传感器(TMAP)、柴油机共轨压力传感器；消费电子：如胎压计、血压计、橱用秤、健康秤，洗衣机、洗碗机、电冰箱、微波炉、烤箱、吸尘器用压力传感器、空调压力传感器、洗衣机、饮水机、洗碗机、太阳能热水器用液位控制压力传感器；工业电子：如数字压力表、数字流量表、工业配料称重等。

在采用现有技术制作MEMS压力传感器时，形成的压力传感膜具有压应力(约200Mpa)，压应力的存在导致压力传感膜发生凸起变形，进而降低了MEMS压力传感器的灵敏度。理想的压力传感膜是平坦不存在应力的，激光退火是目前一种比较有效的释放压力传感膜应力的方法，但是现有的激光退火工艺容易导致作为牺牲层的无定形碳的脱层和无定形碳释放过程中锗硅层剥离问题的出现。

因此，为了解决上述技术问题，有必要提出一种新的半导体器件的制作方法。

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。

为了克服目前存在的问题，本发明实施例一提供一种半导体器件的制作方法，包括：

提供基底，在所述基底上形成有层间介电层，在所述层间介电层中形成有底部电极；

在所述底部电极上方沉积形成牺牲层；

在所述牺牲层和部分所述层间介电层上形成压力传感膜；

蚀刻所述压力传感膜，以形成开口暴露部分所述牺牲层，并去除所述牺牲层；

在所述压力传感膜和部分层间介电层上形成氧化物层，以填孔所述开口，以形成密闭的空腔；

执行激光退火步骤，以释放所述压力传感膜内的应力。

进一步，所述底部电极材料的熔点大于1000℃。

进一步，所述底部电极的材料为多晶锗硅或多晶硅。

进一步，所述压力传感膜的材料为多晶硅锗。

进一步，所述激光退火的能量密度为0.2J/cm²-0.8J/cm²。

进一步，在所述激光退火步骤后还包括在所述氧化物层上形成覆盖层的步骤。

进一步，在形成所述覆盖层后，还包括蚀刻所述覆盖层和所述氧化物层，停止于所述压力传感膜上，以形成沟槽的步骤。

进一步，所述基底中形成有CMOS器件。

本发明实施例二提供一种采用实施例一中所述的方法制作的半导体器件。

本发明实施例三提供一种电子装置，包括实施例二中所述的半导体器件。

综上所述，根据本发明实施例的方法，在牺牲层释放后进行激光退火处理，具有以下优点：

(1)空腔中的空气起到很好的隔热作用，在退火过程中，不会对CMOS器件产生热影响。

(2)其工艺窗口更大，而且不会对底部电极和底部的金属互连线造成任何负面的热损伤。顶部电极互连结构不会断开或者失效，提高了器件的性能和良率。

(3)使用比较低的激光能量即可满足压力传感膜对于热的要求，使压力传感膜的应力得以释放。对压力传感膜的应力具有比较好的调节效果，提高了压力传感器的灵敏度。

(4)避免了牺牲层的脱层和牺牲层释放过程中压力传感膜锗硅层剥离问题的出现。

附图说明

本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。

附图中：

图1为根据现有的一种MEMS压力传感器的制作方法依次实施步骤的流程图；

图2A-2B为根据现有的制作方法所获得MEMS压力传感器的剖面示意图；

图3为根据本发明实施例一的方法依次实施步骤的工艺流程图；

图4A-4C为本发明实施例一的方法依次实施所获得的MEMS压力传感器的剖面示意图。

具体实施方式