半导体器件及其形成方法技术

一种半导体器件及其形成方法，其中，半导体器件的形成方法包括：提供衬底，衬底表面具有第一导电层，第一导电层表面具有牺牲层，牺牲层表面具有掩膜层，掩膜层暴露出部分牺牲层表面；以掩膜层为掩膜，刻蚀牺牲层，直至暴露出第一导电层为止，在牺牲层内形成第一开口和第二开口；在掩膜层表面、第一开口和第二开口的侧壁和底部表面形成导电膜；在导电膜表面形成填充满第一开口和第二开口的介质层；在形成介质层之后，去除掩膜层表面的部分导电膜，以图形化导电膜，在第一开口内形成第一插塞，在第二开口内形成第二插塞，在掩膜层表面形成第二导电层，第二插塞与第二导电层电学断路，第二导电层与第一插塞电连接。所形成的半导体器件性能稳定良好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种。
技术介绍
微机电系统(Micro-ElectroMechanical System,简称MEMS)是一种获取信息、处理信息和执行操作的集成器件。微机电系统中的传感器能够接收压力、位置、速度、加速度、磁场、温度或湿度等外部信息，并将所获得的外部信息转换成电信号，以便于在微机电系统中进行处理。压力传感器即是一种将压力信号转换为电信号的转换器件。电容式压力传感器是现有压力传感器中的一种，现有技术的一种电容式压力传感器包括:衬底；位于衬底表面的第一电极层；位于衬底和第一电极层表面的第二电极层，所述第一电极层和第二电极层之间具有空腔，所述空腔使第一电极层和第二电极层电隔离。所述第一电极层、第二电极层以及空腔构成电容结构，当所述第二电极层在受到压力时，所述第二电极层会发生形变，导致所述第一电极层和第二电极层之间的距离发生变化，造成所述电容结构的电容值发生改变。由于所述第二电极层受到的压力与所述电容结构的电容值相对应，因此能够将第二电极层受到的压力转化为所述电容结构输出的电信号。然而，现有的压力传感器性能不稳定。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种，提高传感器的性能。为解决上述问题，本专利技术提供一种半导体器件的形成方法，包括:提供衬底，所述衬底表面具有第一导电层，所述第一导电层表面具有牺牲层，所述牺牲层表面具有掩膜层，所述掩膜层暴露出部分牺牲层表面；以所述掩膜层为掩膜，刻蚀所述牺牲层，直至暴露出第一导电层为止，在牺牲层内形成第一开口和第二开口 ；在所述掩膜层表面、第一开口和第二开口的侧壁和底部表面形成导电膜；在所述导电膜表面形成填充满第一开口和第二开口的介质层；在形成介质层之后，去除掩膜层表面的部分导电膜，以图形化所述导电膜，在第一开口内形成第一插塞，在第二开口内形成第二插塞，在掩膜层表面形成第二导电层，所述第二插塞与第二导电层电学断路，所述第二导电层与第一插塞电连接。可选的，在形成第二导电层之前，在所述牺牲层表面、第一开口和第二开口的侧壁和底部表面形成保护层，所述导电膜形成于所述保护层表面。可选的，所述保护层的材料为氮化钛。可选的，所述保护层的厚度为100埃?200埃。可选的，所述导电膜的材料为钛、钨、铝或铜。可选的，所述导电膜的厚度为50埃?150埃。可选的，第二插塞底部的第一导电层与第一插塞底部的第一导电层电学断路。可选的，与第二插塞底部连接的第一导电层作为底部电极，所述第二导电层为顶部电极，所述第一导电层、第二导电层、第一插塞和第二插塞构成传感器。可选的，所述第一开口和第二开口平行于衬底表面方向的宽度为200埃?300埃。可选的，所述牺牲层的材料与第一导电层、第二导电层和掩膜层的材料不同。可选的，所述牺牲层的材料为无定形碳。可选的，所述介质层的形成方法包括:在导电膜表面沉积介质膜，所述介质膜填充满所述第二开口 ；抛光所述介质膜，直至暴露出掩膜层表面的导电膜为止。可选的，还包括:在去除掩膜层表面的部分导电膜之后，刻蚀由所述第二导电层暴露出的掩膜层，直至暴露出牺牲层为止；在刻蚀所述掩膜层之后，以第二导电层和掩膜层为掩膜，采用各向同性的刻蚀工艺刻蚀所述牺牲层，直至暴露出第一导电层为止，在所述第一导电层和第二导电层之间形成空腔。可选的，所述掩膜层的材料为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅中的一种或多种组合。可选的，所述衬底包括:半导体基底、位于半导体基底表面或半导体基底内的半导体器件、电连接所述半导体器件的电互连结构、以及电隔离所述电互连结构和半导体器件的绝缘层。可选的，所述第一导电层通过所述电互连结构与所述半导体器件电连接。可选的，所述绝缘层的材料包括湿度敏感介质材料。相应的，本专利技术还提供一种采用上述任一项方法所形成的半导体器件，包括:衬底，所述衬底表面的第一导电层；位于所述第一导电层表面的牺牲层，所述牺牲层表面具有掩膜层，所述牺牲层和掩膜层内具有暴露出第一导电层的第一开口和第二开口 ；位于第一开口内的第一插塞；位于第二开口内的第二插塞，所述第二插塞与第二导电层电学断路；位于掩膜层表面的第二导电层，所述第二导电层与第一插塞电连接。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点:本专利技术的形成方法中，在牺牲层内形成第一开口和第二开口之后，在所述掩膜层表面、第一开口和第二开口的侧壁和底部表面形成导电膜。其中，位于第一开口内的导电膜用于形成第一插塞，位于第二开口内的导电膜用于形成第二插塞，由于第一开口和第二开口通过刻蚀牺牲层形成，而刻蚀所述牺牲层不易产生刻蚀副产物，因此所述导电膜与第一导电层相接触的界面不易质量良好，即所述第一插塞或第二插塞与第一导电层的接触界面之间的接触电阻降低。其次，位于掩膜层表面的导电膜用于形成第二导电层，所述第二导电层与第一插塞电连接，由于所述第一插塞和第二导电层均由导电膜形成，因此所述第一插塞和第二导电层之间的接触电阻低、电连接性能良好。由于所述第一插塞和第二插塞的顶部或底部的接触电阻均得到降低，因此所形成的半导体器件的工作电流提高，从而使所形成的半导体器件的性能稳定。进一步，在形成第二导电层之前，在所述牺牲层表面、第一开口和第二开口的侧壁和底部表面形成保护层，所述导电膜形成于所述保护层表面。在后续形成第一插塞、第二插塞和第二导电层之后，所述保护层能够在去除牺牲层的过程中，保护所述第一插塞、第二插塞和第二导电层表面免受损伤。进一步，所述牺牲层的材料为无定形碳，刻蚀所述牺牲层的产物易于挥发，因此在牺牲层内形成第一开口和第二开口之后，不会在第一导电层表面附着会增大电阻的刻蚀副产物，则后续形成的导电膜与第一导电层之间的接触界面质量良好。本专利技术的结构中，所述牺牲层和掩膜层内具有暴露出第一导电层的第一开口和第二开口，所述第一开口内具有第一插塞，所述第二开口内具有第二插塞，所述掩膜层表面的第二导电层，且所述第二导电层与第一插塞电连接。所述第一插塞和第二插塞的底部与第一导电层相接触的界面接触电阻较低，而且第一插塞和第二导电层之间的电连接性能良好。因此所述半导体器件的工作电流提高、性能稳定。【附图说明】图1是一种传感器的剖面结构示意图；图2至图7是本专利技术实施例的半导体器件的形成过程的剖面结构示意图。【具体实施方式】如
技术介绍
所述，现有的压力传感器性能不稳定。图1是一种传感器的剖面结构不意图，包括:衬底100 ;位于衬底100表面的第一电极层101 ;位于衬底100和第一电极层101表面的第二电极层102,所述第一电极层101和第二电极层102之间具有空腔103 ;所述第一电极层101和第二电极层102之间具有第一导电插塞104和第二导电插塞105,所述第二导电插塞105与第二电极层102之间由绝缘层电隔离，而第一导电插塞104和第二导电插塞105底部的第一电极层101不相连；所述第一导电插塞104和第二导电插塞105的侧壁表面具有第一保护层106覆盖；所述第二电极层102与第一电极层101相对表面具有第二保护层107。所述第一导电插塞104和第二导电插塞105用于支撑第二电极层102悬空于第一电极层101表面。其次，分别对第一电极层101和第二电极层102施加偏压，以此获取第一电极层101、第二电极层102和空腔103构成的电容结构的电容值变化量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件的形成方法，其特征在于，包括：提供衬底，所述衬底表面具有第一导电层，所述第一导电层表面具有牺牲层，所述牺牲层表面具有掩膜层，所述掩膜层暴露出部分牺牲层表面；以所述掩膜层为掩膜，刻蚀所述牺牲层，直至暴露出第一导电层为止，在牺牲层内形成第一开口和第二开口；在所述掩膜层表面、第一开口和第二开口的侧壁和底部表面形成导电膜；在所述导电膜表面形成填充满第一开口和第二开口的介质层；在形成介质层之后，去除掩膜层表面的部分导电膜，以图形化所述导电膜，在第一开口内形成第一插塞，在第二开口内形成第二插塞，在掩膜层表面形成第二导电层，所述第二插塞与第二导电层电学断路，所述第二导电层与第一插塞电连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：伏广才，张先明，刘庆鹏，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31