半导体器件及其制作方法与流程

本发明涉及半导体，特别涉及一种半导体器件及其制作方法。

背景技术：

1、目前应用较多且性能较好的麦克风是微电机系统麦克风(micro-electro-mechanical-system?microphone)，又称硅基电容麦克风，以下简称为mems麦克风。mems麦克风是一种用微机械加工技术制作出来的电声换能器，其具有体积小、频响特性好、噪声低等特点。

2、图1至图6是现有的一种mems麦克风的制作方法的各步骤结构示意图。该mems麦克风的制作方法包括以下步骤：请参考图1所示，提供衬底10，对所述衬底10表面进行离子注入并进行退火处理，其中离子注入中注入的离子包含导电元素的离子，例如磷或硼；请参考图2所示，沉积牺牲层11在所述衬底10上；请参考图3所示，刻蚀所述牺牲层11形成暴露部分所述衬底10的凹槽；请参考图4所示，沉积底层氮化硅层12，所述底层氮化硅层12填满所述凹槽并覆盖所述牺牲层11，所述底层氮化硅层12为低应力氮化硅层；请参考图5所示，进行退火工艺，然后在所述底层氮化硅层12上形成多晶硅层13以及顶层氮化硅层14，所述顶层氮化硅层14为低应力氮化硅层；请参考图6所示，去除所述牺牲层11，在所述衬底10与所述底层氮化层12之间形成空腔。

3、上述mems麦克风的制作方法中，采用底层氮化硅层12、多晶硅层13与顶层氮化硅层14的三明治结构以实现超低应力振膜，从而获得超高的灵敏度。然而，将底层氮化硅层12直接制备在裸露的衬底10上时，其反应气体sih4对衬底10表面敏感，会生成硅/氮不均匀的氮化硅层12′。如图5所示，在靠近所述衬底10的所述底层氮化硅层12中形成有硅/氮不均匀的氮化硅层12′。

4、硅/氮不均匀的氮化硅层12′退火时，所述衬底10中的导电元素在高温作用下会扩散至硅/氮不均匀的氮化硅层12′中，导致绝缘的底层氮化硅层12导电，如果将该底层氮化硅12作为绝缘层则表现为漏电现象。

5、而对于mems麦克风产品，振膜与衬底之间出现漏电，会导致mems麦克风灵敏度下降。

6、因此，在衬底表面形成氮化硅层时，如何解决氮化硅层中出现硅/氮分布不均匀的缺陷是本领域技术人员需要解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种半导体器件及其制作方法，通过隔离层隔离衬底与氮化硅层，从而避免在形成所述氮化硅层时存在硅/氮分布不均匀的缺陷。

2、为解决上述技术问题，根据本发明的第一个方面，提供了一种半导体器件的制作方法，包括以下步骤：

3、提供衬底；

4、形成隔离层在所述衬底上；以及

5、形成氮化硅层在所述隔离层上，所述隔离层隔离所述衬底与所述氮化硅层，以隔绝所述衬底表面对所述氮化硅层的影响。

6、可选的，所述隔离层的材料包含二氧化硅。

7、可选的，采用热氧化法、自然氧化法、湿法氧化或teos法形成所述隔离层。

8、可选的，形成所述隔离层之前，所述制作方法还包括：对所述衬底进行清洗。

9、可选的，先采用h2o2对所述衬底进行清洗，之后采用hf酸对所述衬底进行清洗。

10、可选的，形成所述隔离层之前对所述衬底进行清洗，先采用hf酸进行清洗，之后采用h2o2进行清洗，利用h2o2的氧化性在所述衬底表面形成所述隔离层。

11、可选的，形成所述隔离层之前，所述制作方法还包括：对所述衬底表面进行离子注入，注入的离子包含导电元素离子。

12、可选的，进行离子注入之后，形成所述隔离层之前，所述制作方法还包括：

13、形成牺牲层，所述牺牲层覆盖所述衬底；以及，

14、刻蚀所述牺牲层形成暴露所述衬底的凹槽；

15、其中，所述隔离层形成于所述凹槽的底部，所述氮化硅层作为底层氮化硅层填满所述凹槽并覆盖所述牺牲层。

16、可选的，形成所述底层氮化硅层之后，所述制作方法还包括：

17、对所述底层氮化硅层进行退火；

18、依次形成多晶硅层与顶层氮化硅层，所述多晶硅层覆盖所述底层氮化硅层，所述顶层氮化硅层覆盖所述多晶硅层；以及，

19、去除所述牺牲层。

20、为解决上述技术问题，根据本发明的第二个方面，还提供了一种半导体器件，采用如上所述的半导体器件的制作方法制作而成。

21、综上所述，在本发明提供的半导体器件及其制作方法中，在衬底上形成氮化硅层之前，首先在衬底上形成隔离层，所述隔离层隔离所述衬底与所述氮化硅层，以隔绝所述衬底表面对所述氮化硅层的影响，避免形成所述氮化硅层时由于反应气体与衬底表面接触造成的所述氮化硅层中存在硅/氮分布不均匀的问题，从而解决氮化硅层漏电问题，改善氮化硅层绝缘性，进而提高器件性能。

22、进一步的，在衬底上形成隔离层之前，对衬底表面进行离子注入，之后在所述衬底上形成牺牲层，刻蚀所述牺牲层形成暴露所述衬底的凹槽，然后在凹槽底部形成隔离层，接着形成填满所述凹槽并覆盖所述牺牲层的底层氮化硅层，之后依次形成多晶硅层与顶层氮化硅层，然后去除所述牺牲层，所述底层氮化硅层、所述多晶硅层以及所述顶层氮化硅层构成mems麦克风的振膜，由于在形成所述底层氮化硅层之前，在所述沟槽底部的所述衬底上形成有隔离层，能够避免所述底层氮化硅层中形成硅/氮分布不均匀的氮化硅，改善了底层氮化硅层的均匀性，从而保证所述底层氮化硅的绝缘性能，避免所述衬底与所述振膜之间出现漏电，减少了器件缺陷，提高了器件性能和质量。

23、另外，在形成隔离层之前，对衬底进行清洗，先采用hf酸进行清洗，再采用h2o2进行清洗，利用h2o2的氧化性在所述衬底表面形成所述隔离层，与现有技术相比，仅改动清洗液清洗的顺序，并无需增加工艺步骤，在改善氮化硅层均匀性的前提下节省了制作成本。

技术特征：

1.一种半导体器件的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，所述隔离层的材料包含二氧化硅。

3.根据权利要求2所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，采用热氧化法、自然氧化法、湿法氧化或teos法形成所述隔离层。

4.根据权利要求2所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，形成所述隔离层之前，所述制作方法还包括：对所述衬底进行清洗。

5.根据权利要求4所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，先采用h2o2对所述衬底进行清洗，之后采用hf酸对所述衬底进行清洗。

6.根据权利要求2所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，形成所述隔离层之前对所述衬底进行清洗，先采用hf酸进行清洗，之后采用h2o2进行清洗，利用h2o2的氧化性在所述衬底表面形成所述隔离层。

7.根据权利要求1所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，形成所述隔离层之前，所述制作方法还包括：对所述衬底表面进行离子注入，注入的离子包含导电元素离子。

8.根据权利要求7所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，进行离子注入之后，形成所述隔离层之前，所述制作方法还包括：

9.根据权利要求8所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，形成所述底层氮化硅层之后，所述制作方法还包括：

10.一种半导体器件，其特征在于，采用如权利要求1～9中任一项所述的半导体器件的制作方法制作而成。

技术总结
本发明提供一种半导体器件及其制作方法，所述制作方法包括：提供衬底；形成隔离层在所述衬底上；形成氮化硅层在所述隔离层上，所述隔离层隔离所述衬底与所述氮化硅层，以隔绝所述衬底表面对所述氮化硅层的影响。本发明通过隔离层隔离所述衬底与所述氮化硅层，以隔绝所述衬底表面对所述氮化硅层的影响，避免形成所述氮化硅层时由于反应气体与衬底表面接触造成的所述氮化硅层中存在硅/氮分布不均匀的问题，从而解决氮化硅层漏电问题，改善氮化硅层绝缘性，进而提高器件性能。

技术研发人员：陈慧斌,刘金磊
受?；さ募际跏褂谜撸?/b>芯联集成电路制造股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7