半导体器件及其形成方法与流程

文档序号:14852866发布日期:2018-07-04 01:03
半导体器件及其形成方法与流程

本发明涉及半导体制造领域,尤其涉及一种半导体器件及其形成方法。



背景技术:

微机电系统(Micro-Electro Mechanical System,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受压力、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。

温度传感器是一种重要的传感器。温度传感器能够将外界环境的温度信号转换成电信号。温度传感器包括感应层、热敏元件、电学连接层和电学信号处理器。

所述温度传感器的工作原理为:感应层接受外界环境发射的红外波而产生热量。感应层将从外界环境接受到的热量传递给热敏元件,使得热敏元件的电学特性发生变化,如使得热敏元件的电阻发生变化。电学连接层电学连接热敏元件和电学信号处理器,电学连接层能够将热敏元件中电学特性的变化传递到电学信号处理器。

然而,现有的温度传感器构成的半导体器件的电学性能较差。



技术实现要素:

本发明解决的问题是提供一种半导体器件及其形成方法,以提高半导体器件的电学性能。

为解决上述问题,本发明提供一种半导体器件的形成方法,包括:提供衬底,所述衬底表面具有分立的主电极层;在主电极层上形成支撑柱;在所述支撑柱表面和主电极层表面形成第一导电层;在所述第一导电层和衬底上形成牺牲层,所述牺牲层暴露出支撑柱顶部表面的第一导电层;在牺牲层和第一导电层上形成第二导电膜,第二导电膜和第一导电层电学连接。

可选的,形成所述支撑柱的方法包括:在所述主电极层和衬底上形成填充层;在所述填充层中形成支撑开口;在所述支撑开口中形成支撑柱;在所述支撑开口中形成支撑柱后,去除所述填充层。

可选的,还包括:在形成所述支撑开口之前,在所述填充层表面形成第一掩膜层,第一掩膜层中具有掩膜开口,所述掩膜开口暴露出与主电极层位置对应的填充层表面;以所述第一掩膜层为掩膜刻蚀去除掩膜开口底部的填充层,在所述填充层中形成所述支撑开口;在所述支撑开口中形成支撑柱的过程中去除第一掩膜层。

可选的,在所述支撑开口中形成支撑柱的方法包括:在所述支撑开口和掩膜开口中、以及第一掩膜层上形成支撑材料层;去除第一掩膜层和高于填充层顶部表面的支撑材料层,形成所述支撑柱。

可选的,所述第一掩膜层和支撑材料层的材料相同。

可选的,所述第一掩膜层和支撑材料层的材料为锗化硅、硅、锗或绝缘介质材料。

可选的,形成所述第一导电层的方法包括:在所述支撑柱表面和主电极层表面、以及衬底表面形成第一导电膜;去除衬底表面的第一导电膜,形成所述第一导电层。

可选的,所述第一导电层的材料为Ti、TiN、Ta、TaN或TiCN。

可选的,形成所述牺牲层的方法包括:形成覆盖所述第一导电层、主电极层和衬底的牺牲膜;平坦化所述牺牲膜直至暴露出支撑柱顶部表面的第一导电层,形成牺牲层。

可选的,所述牺牲层的材料为有机聚合层或无定型碳。

可选的,还包括:在形成所述第二导电膜之前,在所述牺牲层上形成第一绝缘层,所述第一绝缘层中具有第一开口,所述第一开口暴露出支撑柱顶部表面的第一导电层;在所述第一开口的侧壁和底部、以及第一绝缘层上形成所述第二导电膜。

可选的,形成所述第一绝缘层的方法包括:形成第一绝缘膜,所述第一绝缘膜覆盖所述牺牲层和支撑柱顶部表面的第一导电层;图形化所述第一绝缘膜,使第一绝缘膜形成第一绝缘层,所述第一绝缘层中具有所述第一开口。

可选的,所述第一绝缘层的材料为氮化硅、氧化硅、氮氧化硅或高K介质材料。

可选的,还包括:在所述第二导电膜上形成填充满所述第一开口的第二绝缘膜;刻蚀部分第二绝缘膜和第二导电膜直至暴露出第一绝缘层的表面,形成第二导电层和位于第二导电层上的第二绝缘层,所述第二绝缘层和第二导电层中具有贯穿第二绝缘层和第二导电层的第二开口,所述第二开口位于牺牲层上;刻蚀去除第二开口底部的第一绝缘层,暴露出牺牲层的表面;在刻蚀去除第二开口底部的第一绝缘层的同时,刻蚀去除支撑柱侧部的第二绝缘层,暴露出部分第二导电层的顶部表面。

可选的,刻蚀去除第二开口底部的第一绝缘层以及支撑柱侧部的第二绝缘层后,使第二开口形成第三开口;所述半导体器件的形成方法还包括:在暴露出的第二导电层的顶部表面、第三开口的侧壁、以及第二绝缘层上形成感应层;形成感应层后,去除所述牺牲层,在所述第一绝缘层和衬底之间形成空腔。

可选的,所述衬底表面还具有附加电极层,所述附加电极层位于相邻的主电极层之间;所述半导体器件的形成方法还包括:在形成所述第一导电层的同时,在所述附加电极层上形成附加导电层;所述牺牲层还位于附加导电层上;所述空腔位于所述附加导电层和第一绝缘层之间。

可选的,所述感应层包括隔离层和位于隔离层表面的主感应层,所述隔离层位于暴露出的第二导电层的顶部表面、第三开口的侧壁以及第二绝缘层上。

可选的,所述隔离层的材料为氮化硅、氧化硅、氮氧化硅或高K介质材料;所述主感应层的材料为Ti、TiN、Ta或TaN。

可选的,所述第二导电膜的材料为Al、Cu、W、TiN或多晶硅。

本发明还提供一种采用上述方法形成的半导体器件,包括:衬底,所述衬底表面具有分立的主电极层;位于主电极层上的支撑柱;位于所述支撑柱表面和主电极层表面的第一导电层;位于所述第一导电层和衬底上的牺牲层,所述牺牲层暴露出支撑柱顶部表面的第一导电层;位于牺牲层和第一导电层上的第二导电膜,第二导电膜和第一导电层电学连接。

与现有技术相比,本发明的技术方案具有以下优点:

本发明技术方案提供的半导体器件的形成方法中,在主电极层上形成了支撑柱,第一导电层形成在支撑柱表面和主电极层表面。由于支撑柱突出于衬底,因此形成第一导电层的材料层所采用的气体容易与支撑柱接触,进而容易将第一导电层的材料层形成在支撑柱表面。因而第一导电层的膜层质量较好,支撑柱表面的第一导电层不会发生断开的现象。第二导电膜形成在牺牲层和第一导电层上,第二导电膜用于形成第二导电层,第二导电层在外界温度的变化下发生电学特性变化,第一导电层将第二导电层的电学特性变化信号传递给主电极层。由于所述牺牲层暴露出支撑柱顶部表面的第一导电层,因此第二导电膜能够和支撑柱顶部表面的第一导电层连接。第一导电层和第二导电膜的电学接触良好。因此使得半导体器件的电学性能得到提高。

本发明技术方案提供的半导体器件中,第一导电层位于支撑柱表面和主电极层表面。由于支撑柱突出于衬底,因此形成第一导电层的材料层所采用的气体容易与支撑柱接触,进而容易将第一导电层的材料层形成在支撑柱表面。因而第一导电层的膜层质量较好,支撑柱表面的第一导电层不会发生断开的现象。第二导电膜位于牺牲层和第一导电层上,第二导电膜用于形成第二导电层,第二导电层用于在外界温度的变化下发生电学特性变化,第一导电层将第二导电层的电学特性变化信号传递给主电极层。由于所述牺牲层暴露出支撑柱顶部表面的第一导电层,因此第二导电膜能够和支撑柱顶部表面的第一导电层连接。第一导电层和第二导电膜的电学接触良好。因此使得半导体器件的电学性能得到提高。

附图说明

图1至图2是一种温度传感器形成过程的结构示意图;

图3至图15是本发明一实施例中半导体器件形成过程的结构示意图。

具体实施方式

正如背景技术所述,现有技术形成的半导体器件的电学性能较差。

图1至图2是一种温度传感器形成过程的结构示意图。

参考图1,提供衬底,所述衬底表面具有分立的主电极层110;在所述衬底和主电极层110上形成牺牲层120;在所述牺牲层120上形成热敏层131;在所述热敏层131上形成隔离层132;形成开口133,所述开口133贯穿隔离层132、热敏层131以及牺牲层120。

参考图2,在所述开口133的侧壁和底部、以及隔离层132上形成连接层134。

所述连接层134电学连接主电极层110和热敏层131,将热敏层131的电学特性的变化传递到主电极层110。

后续将连接层134和隔离层132图形化,以暴露出部分热敏层131的顶部表面,然后在暴露出的热敏层131的顶部表面形成感应层(未图示)。所述感应层将从外界环境接受到的热量传递给热敏层131,使得热敏层的电学特性发生变化。形成感应层后,去除牺牲层120,形成空腔。

然而,上述方法形成的温度传感器的电学性能较差,表现为:所述连接层134在开口133侧壁的部分容易发生断开,经研究发现,原因在于:

感应层的材料为Ti、TiN、Ta或TaN,感应层对红外波段为8um~14um红外波的吸收较为敏感。相应的,牺牲层120的厚度为18000埃~22000埃时,牺牲层120定义的空腔能够提高感应层对红外波段为8um~14um红外波的有效吸收率。由于牺牲层120的厚度较厚,因此所述开口133的深宽比较大。在所述开口133较深区域的侧壁难以形成连接层134。从而使得连接层134在开口133的侧壁的部分和在开口133底部的部分断开,使得连接层134不能起到电学连接主电极层110和热敏层131的作用。

在此基础上,本发明提供一种半导体器件的形成方法,包括:提供衬底,所述衬底表面具有分立的主电极层;在主电极层上形成支撑柱;在所述支撑柱表面和主电极层表面形成第一导电层;在所述第一导电层和衬底上形成牺牲层,所述牺牲层暴露出支撑柱顶部表面的第一导电层;在牺牲层和第一导电层上形成第二导电膜,第二导电膜和第一导电层电学连接。

所述方法中,在主电极层上形成了支撑柱,第一导电层形成在支撑柱表面和主电极层表面。由于支撑柱突出于衬底,因此形成第一导电层的材料层所采用的气体容易与支撑柱接触,进而容易将第一导电层的材料层形成在支撑柱表面。因而第一导电层的膜层质量较好,支撑柱表面的第一导电层不会发生断开的现象。第二导电膜形成在牺牲层和第一导电层上,第二导电膜用于形成第二导电层,第二导电层在外界温度的变化下发生电学特性变化,第一导电层将第二导电层的电学特性变化信号传递给主电极层。由于所述牺牲层暴露出支撑柱顶部表面的第一导电层,因此第二导电膜能够和支撑柱顶部表面的第一导电层连接。第一导电层和第二导电膜的电学接触良好。因此使得半导体器件的电学性能得到提高。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

图3至图15是本发明一实施例中半导体器件形成过程的结构示意图。

参考图3,提供衬底200,所述衬底200表面具有分立的主电极层213。

所述衬底200包括:半导体基底210;半导体器件(未图示),所述半导体器件位于半导体基底210表面或半导体基底210内;电互连结构211,所述电互连结构211连接所述半导体器件;绝缘介质层212,所述绝缘介质层212电学隔离电互连结构211和半导体器件。

所述半导体基底210为硅衬底、硅锗衬底、碳化硅衬底、绝缘体上硅(SOI)衬底、绝缘体上锗(GOI)衬底、玻璃衬底或III-V族化合物衬底,例如氮化镓或砷化镓等。所述半导体器件能够为CMOS器件,所述CMOS器件包括晶体管、存储器、电容器或电阻器等。所述绝缘介质层212的材料包括湿度敏感介质材料,例如聚酰亚胺,所述绝缘介质层212能够作为所形成的温度和湿度传感器中的介电层。

本实施例中,所述半导体基底210为硅衬底;所述半导体器件位于半导体基底210内,所述半导体器件为晶体管。

本实施例中,所述衬底200的表面为绝缘介质层212表面,而所述主电极层213形成于所述衬底200内,且所述主电极层213的表面与绝缘介质层212的表面齐平。

本实施例中,所述衬底200表面还具有附加电极层(未标示),所述附加电极层位于相邻的主电极层213之间。所述附加电极层形成于所述衬底200,且所述附加电极层的表面与绝缘介质层212的表面齐平。

在其它实施例中,主电极层213和附加电极层的顶部表面高于或者略低于衬底200的顶部表面。

本实施例中,所述主电极层213之间以及主电极层213之间和附加电极层之间由绝缘介质层212相互隔离。所述主电极层213和绝缘介质层212能够构成湿度传感器。而且,所述主电极层213能够与后续形成的感应层、第一导电层和第二导电层、以及主电极层213和感应层之间的空腔构成温度传感器。因此,本实施例所形成的半导体器件为温度传感器和湿度传感器集成的器件。

后续形成的支撑柱位于主电极层213上。后续形成的位于支撑柱表面的第一导电层与所述主电极层213连接,使所述位于支撑柱表面的第一导电层能够分别对所连接的主电极层213施加偏压,从而获取两个主电极层213和绝缘介质层212所构成的电容结构的电容值变化量,以此获取外部环境的湿度信息。

所述附加电极层的作用包括:后续在附加电极层表面形成的附加导电层和附加电极层的结合性能较好,而所述附加电极层嵌在衬底200内,因此附加导电层和衬底200之间能很好的固定。

所述主电极层213和附加电极层的材料为导电材料,例如铜、钨或铝。本实施例中,包围主电极层213的绝缘介质层212的材料为湿度敏感介质材料。所述主电极层213还能够通过所述电互连结构211与所述半导体器件电学连接。

接着,在主电极层213上形成支撑柱。形成所述支撑柱的方法包括:在所述主电极层213和衬底200上形成填充层;在所述填充层中形成支撑开口;在所述支撑开口中形成支撑柱;然后去除所述填充层。

下面参考图4至图8具体介绍形成支撑柱的方法。

参考图4,在所述主电极层213和衬底200上形成填充层220。

所述填充层220的材料为不定型碳或有机聚物。本实施例中,所述填充层220的材料不定型碳。

形成填充层220的工艺为沉积工艺或旋涂工艺。

所述填充层220还形成在附加电极层上。

继续参考图4,在所述填充层220表面形成第一掩膜层230,第一掩膜层230中具有掩膜开口231,所述掩膜开口231暴露出与主电极层213位置对应的填充层220表面。

所述第一掩膜层230的材料为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、锗化硅、硅、锗或绝缘介质材料。本实施例中,所述第一掩膜层230的材料为锗化硅。

所述第一掩膜层230的材料为锗化硅、硅或锗的优点在于:锗化硅、硅或锗的物理强度较大;后续需要在填充层220中形成的支撑开口的深度较深的情况下,所述第一掩膜层230采用厚度较薄的锗化硅,就能够在后续以第一掩膜层230为掩膜刻蚀填充层220的过程中保证第一掩膜层230的图形稳定。

本实施例中,填充层220的厚度为18000埃~22000埃;所述第一掩膜层230的材料为锗化硅、硅或锗时,第一掩膜层230的厚度为500埃~2000埃,如500埃、800埃、1000埃、1500埃或2000埃。在其它实施例中,所述第一掩膜层的材料为氧化硅、氮化硅氮氧化硅或绝缘介质材料时,所述第一掩膜层的厚度较厚。

当第一掩膜层230采用锗化硅、硅或锗,且第一掩膜层230的厚度较薄的情况下,后续在以第一掩膜层230为掩膜刻蚀填充层220的过程中,刻蚀第一掩膜层230产生的副产物较少,所述副产物不易带入到后续形成的支撑开口中或所述副产物带入到后续形成的支撑开口的含量极少。

形成第一掩膜层230的方法包括:在所述填充层220表面形成第一初始掩膜层;图形化所述第一初始掩膜层,使第一初始掩膜层形成所述第一掩膜层230,所述第一掩膜层230中具有掩膜开口231。

参考图5,以所述第一掩膜层230为掩膜刻蚀去除掩膜开口231底部的填充层220,在所述填充层220中形成支撑开口221。

刻蚀去除掩膜开口231底部的填充层220的工艺为各向异性干刻工艺。

接着,在所述支撑开口221中形成支撑柱。本实施例中,在所述支撑开口221中形成支撑柱的过程中去除第一掩膜层230。

参考图6,在所述支撑开口221(参考图5)和掩膜开口231(参考图5)中、以及第一掩膜层230上形成支撑材料层240。

所述支撑材料层240的材料为锗化硅、硅、锗或绝缘介质材料。本实施例中,支撑材料层240的材料为锗化硅。

形成所述支撑材料层240的工艺为沉积工艺,如等离子体化学气相沉积工艺、低压化学气相沉积工艺或亚大气压化学气相沉积工艺。

本实施例中,所述支撑材料层240的材料和第一掩膜层230的材料相同。在对第一掩膜层230的去除速率和对高于填充层220顶部表面的支撑材料层240的去除速率一致,能够同时去除掉第一掩膜层230和高于填充层220顶部表面的支撑材料层240,对填充层220的损伤较小。

在其它实施例中,所述支撑材料层的材料和第一掩膜层的材料不相同。

参考图7,去除第一掩膜层230(参考图6)和高于填充层220顶部表面的支撑材料层240(参考图6),在所述支撑开口221(参考图5)中形成支撑柱241。

去除第一掩膜层230和高于填充层220顶部表面的支撑材料层240的工艺为平坦化工艺,如化学机械研磨工艺。

本实施例中,在形成支撑柱241的过程中去除第一掩膜层230,使得在去除高于填充层220顶部表面的支撑材料层240的过程中,第一掩膜层230能够保护填充层220的顶部表面。

参考图8,去除填充层220(参考图7)。

本实施例中,所述填充层220的材料为不定型碳,采用干刻工艺去除填充层220,或者灰化工艺去除填充层220。

在其它实施例中,以所述第一掩膜层为掩膜刻蚀去除掩膜开口底部的填充层,在所述填充层中形成支撑开口后,去除第一掩膜层;去除第一掩膜层后,在所述支撑开口中形成支撑柱。相应的,形成支撑柱的方法包括:在所述支撑开口、以及填充层上形成支撑材料层;去除高于填充层顶部表面的支撑材料层,形成支撑柱。

参考图9,在所述支撑柱241表面和主电极层213表面形成第一导电层250。

所述第一导电层250的材料为金属,如Ti、TiN、Ta、TaN或TiCN。

形成第一导电层250的方法包括:在所述支撑柱表面241和主电极层213表面、以及衬底200表面形成第一导电膜(未图示);去除衬底200表面的第一导电膜,形成第一导电层250。

形成所述第一导电膜的工艺为化学气相沉积工艺或者物理气相沉积工艺。

由于支撑柱241突出于衬底200,因此使得在形成第一导电膜时的过程中所采用的气体容易与支撑柱241接触,进而容易将第一导电膜形成在支撑柱241表面。因而使得第一导电膜的膜层质量较好,进而使得第一导电层的膜层质量较好,支撑柱241表面的第一导电层250不会发生断开的现象。

本实施例中,还包括:在形成所述第一导电层250的同时,在所述附加电极层上形成附加导电层。所述附加导电层的材料参照第一导电层250的材料。形成第一导电层250和的附加导电层的方法包括:在所述支撑柱表面241和主电极层213表面、以及附加电极层和衬底200表面形成第一导电膜;去除衬底200表面的第一导电膜,形成第一导电层250和附加导电层。

所述附加导电层的作用包括:将后续从第二导电层中散发的热量反射回第二导电层,减少散热。

参考图10,在所述第一导电层250和衬底200上形成牺牲层260,所述牺牲层260暴露出支撑柱241顶部表面的第一导电层250。

本实施例中,由于形成了附加导电层和附加电极层,因此牺牲层260还位于附加导电层和附加电极层上。

所述牺牲层260用于占据后续所需形成空腔的对应位置,并在后续形成第二电极层和感应层后,去除所述牺牲层260以形成空腔。

所述牺牲层260暴露出支撑柱241顶部表面的第一导电层250,因此后续形成的第二导电膜能够和支撑柱241顶部表面的第一导电层250连接。

所述牺牲层260的形成工艺为化学气相沉积工艺或物理气相沉积工艺。

所述牺牲层260的材料与第一导电层250、以及后续形成的第二导电层、第一绝缘层、第二绝缘层和感应层的材料不同,以保证后续在去除牺牲层260时,不会损伤第一导电层250、第二导电层、第一绝缘层、第二绝缘层和感应层。

所述牺牲层260的材料为无定形碳或有机聚合层。

所述牺牲层260的厚度为18000埃~22000埃。

在本实施例中,所述牺牲层260的材料为无定形碳。由于后续刻蚀去除无定形碳的刻蚀气体包括氧气,所述氧气与碳反应能够生产一氧化碳或二氧化硅气体,因此刻蚀无定形碳不易生成固体副产物,从而能够保证后续刻蚀去除牺牲层260后,在空腔中不会残留固体副产物。

形成所述牺牲层260的方法包括:形成覆盖所述第一导电层250、主电极层213和衬底200的牺牲膜(未图示);平坦化所述牺牲膜直至暴露出支撑柱241顶部表面的第一导电层250,形成牺牲层260。

接着,在牺牲层260和第一导电层250上形成第二导电膜,第二导电膜和第一导电层电学连接。由于所述牺牲层260暴露出支撑柱241顶部表面的第一导电层250,因此在牺牲层260和第一导电层250上形成第二导电膜后,使得第二导电膜能够和支撑柱241顶部表面的第一导电层250连接。第一导电层250和第二导电膜的电学接触良好。

继续参考图10,在所述牺牲层260上形成第一绝缘层270,所述第一绝缘层270中具有第一开口271,所述第一开口271暴露出支撑柱241顶部表面的第一导电层250。

形成所述第一绝缘层270的方法包括:形成第一绝缘膜(未图示),所述第一绝缘膜覆盖所述牺牲层260和支撑柱241顶部表面的第一导电层250;图形化所述第一绝缘膜,使第一绝缘膜形成第一绝缘层270,所述第一绝缘层270中具有所述第一开口271。

所述第一绝缘层270的材料为氮化硅、氧化硅、氮氧化硅或高K(K大于3.9)介质材料。

所述第一绝缘层270的作用为:在后续去除牺牲层260的过程中,第一绝缘层270保护第二导电层与第一电极层相对的表面免受到损伤,从而保证了第二导电层的性能稳定。

本实施例中,所述第一绝缘层270的厚度为30埃~100埃。

由于第一绝缘层270的厚度较薄,因此第一开口271的深度较浅,利于后续在第一开口271的侧壁形成第二导电膜。

参考图11,在所述第一开口271(参考图10)的侧壁和底部、以及第一绝缘层270上形成第二导电膜272;在第二导电膜272上形成填充满所述第一开口271的第二绝缘膜273。

所述第二导电膜272的材料为热敏材料,如多晶硅、多晶锗、锗化硅、Ti、TiN、TaN或Ta。

所述第二导电膜272用于形成第二导电层,第二导电层用于吸收来自后续感应层的热量而发生电学特性变化,第一导电层250将第二导电层的电学特性变化信号传递给主电极层213。

形成第二导电膜272的工艺为沉积工艺,如等离子体化学气相沉积工艺、溅射工艺或低压化学气相沉积工艺。本实施例中,采用溅射工艺形成所述第二导电膜272。

所述第二绝缘膜273的材料为氮化硅、氧化硅、氮氧化硅或高K介质材料。

本实施例中,第二绝缘膜273的材料和第一绝缘层270的材料相同,使得第二绝缘膜273、第二导电膜272和第一绝缘层270构成的复合膜应力匹配。在其它实施例中,第二绝缘膜的材料和第一绝缘层的材料不同。

具体的,本实施例中,第二绝缘膜273和第一绝缘层270的材料均为氧化硅。

参考图12,刻蚀部分第二绝缘膜273(参考图11)和第二导电膜272(参考图11)直至暴露出第一绝缘层270的表面,形成第二导电层282和位于第二导电层282上的第二绝缘层283,所述第二绝缘层283和第二导电层282中具有贯穿第二绝缘层283和第二导电层282的第二开口284,所述第二开口284位于牺牲层260上。

所述第二导电层282和第一导电层250电学连接。

接着,参考图13,刻蚀去除第二开口284底部的第一绝缘层270,暴露出牺牲层260的表面;在刻蚀去除第二开口284底部的第一绝缘层270的同时,刻蚀去除支撑柱241侧部的第二绝缘层283,暴露出部分第二导电层282的顶部表面。

刻蚀去除第二开口284底部的第一绝缘层270以及支撑柱241侧部的第二绝缘层283后,使第二开口284形成第三开口285。

参考图14,在暴露出的第二导电层282的顶部表面、第三开口285的侧壁、以及第二绝缘层283上形成感应层290。

所述感应层290包括隔离层(未图示)和主感应层(未图示),所述隔离层位于暴露出的第二导电层282的顶部表面、以及第三开口285的侧壁、以及第二绝缘层283上,所述主感应层位于所述隔离层表面。

所述隔离层的材料为氮化硅、氧化硅、氮氧化硅或高K介质材料。

所述主感应层的材料为Ti、TiN、Ta或TaN。所述主感应层对红外波段为8um~14um红外波的吸收较为敏感。

所述隔离层的作用为:保护主感应层;隔离主感应层和第二导电层282。

本实施例中,所述主感应层接受外界环境的红外波,主感应层将接受到的红外波转化为热能并传递给第二导电层282,从而引起第二导电层282的电学特性变化。本实施例中,第二导电层282吸收主感应层的热能而发生电阻变化。第二导电层282电阻的变化产生的电信号通过第一导电层250、主电极层213、以及电互连结构211传递到信号处理放大电路中,从而将外界环境的温度变化转换为电学信号。

参考图15,形成感应层290后,去除所述牺牲层260(参考图14),在所述第一绝缘层270和衬底200之间形成空腔。

本实施例中,所述空腔还位于所述附加导电层和第一绝缘层270之间。

由于形成了空腔,空腔的隔热性能较好,因此能够降低第二导电层282将吸收的热量损耗的程度。

所述牺牲层260的厚度为18000埃~22000埃时,对应形成的空腔能够提高主感应层对红外波段为8um~14um红外波的有效吸收率。

相应的,本实施例还提供一种采用上述方法形成的半导体器件,请继续参考图11,包括:衬底200,所述衬底200表面具有分立的主电极层213;位于主电极层213上的支撑柱241;位于所述支撑柱241表面和主电极层213表面的第一导电层250;位于所述第一导电层250和衬底200上的牺牲层260,所述牺牲层260暴露出支撑柱241顶部表面的第一导电层250;位于牺牲层260和第一导电层250上的第二导电膜272,第二导电膜272和第一导电层250电学连接。

本实施例提供的半导体器件中,第一导电层250位于支撑柱241表面和主电极层213表面。由于支撑柱241突出于衬底200,因此形成第一导电层250的材料层所采用的气体容易与支撑柱241接触,进而容易将第一导电层250的材料层形成在支撑柱241表面。因而使得第一导电层250的膜层质量较好,支撑柱241表面的第一导电层250不会发生断开的现象。第二导电膜272位于牺牲层260和第一导电层250上,第二导电膜272用于形成第二导电层,第二导电层用于在外界温度的变化下发生电学特性变化,第一导电层250将第二导电层的电学特性变化信号传递给第一电极层213。由于所述牺牲层260暴露出支撑柱241顶部表面的第一导电层213,因此使得第二导电膜272和支撑柱241顶部表面的第一导电层213连接。第一导电层250和第二导电膜272的电学接触良好。因此使得半导体器件的电学性能得到提高。

虽然本发明披露如上,但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与修改,因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

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