一种半导体器件及其制作方法和电子装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 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】
[0002] 微机电系统（Micro-Electro-Mechanical Systems，简称 MEMS)技术被誉为 21 世 纪带有革命性的高薪技术，是微电子和微机械的巧妙结合。微电子机械系统（MEMS)技术将 对未来人类生活产生革命性的影响。MEMS的基础技术主要包括硅各向异性刻蚀技术、硅/ 键合技术、表面微机械技术、LIGA技术等，已成为研制生产MEMS产品必不可少的核心技术。
[0003] 在以硅为基础的MEMS加工技术中，部分产品例如加速度计、陀螺仪等需要对微机 械的器件结构部分实施保护，这种保护的方法就是在器件上方采用密闭空腔封帽片保护结 构，通过硅硅直接键合、阳极键合、铝锗、金硅合金键合、玻璃粉键合等各种键合工艺，使器 件硅片和封帽晶圆密闭结合在一起，这样使微机械的器件结构和外部环境得到隔离。
[0004] 而这些键合工艺中，和其他键合工艺相比，铝锗合金键合（Eutectic bonding)基 于其键合温度低、密封效果好、键合强度高，并可以和CMOS工艺兼容的优点，而被广泛应用 于MEMS产品晶圆级封装。
[0005] 但是目前的铝锗合金键合工艺中，如图1A-1B所示，都是在钝化层103中打开开口 暴露铝焊盘（pad) 101，所以Al焊盘101设计为凹坑的形状，Ge层102设计为凸起的形状， 通过这种方式来控制Al在键合过程中的延展现象。为了降低成本，可以考虑不使用钝化 层，直接形成铝焊盘，然而这种方法面临的问题是Al-Ge合金键合过程中，Al在键合时很容 易产生延展现象（如图2所示），其延展部分铝有可能影响MEMS微机械可动结构部分的工 作，从而使器件损坏或整体性能下降。
[0006] 另外一种设计方案是希望通过Al/Ge-Al键合，在形成密闭空腔的同时，通过将Ge 在合金键合过程中全部消耗完，形成低电阻的电性连接，但是由于Al的延展存在，可能会 导致Ge消耗不完全，影响电连接性能。
[0007] 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】
[0008] 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。
[0009] 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：
[0010] 提供器件晶圆，在所述器件晶圆上形成焊盘；
[0011] 在所述焊盘的两侧壁上形成侧墙；
[0012] 提供封帽晶圆，所述封帽晶圆上形成有键合层，和位于所述键合层之间的凹槽；
[0013] 进行键合工艺，将所述封帽晶圆上的键合层和所述器件晶圆上的焊盘键合在一 起。
[0014] 进一步，所述焊盘的材料为金属铝。
[0015] 进一步，所述侧墙的材料为锗。
[0016] 进一步，形成所述焊盘的方法包括以下步骤：
[0017] 在所述器件晶圆表面上形成焊盘材料层；
[0018] 在所述焊盘材料层的上方形成图案化的掩膜层；
[0019] 以所述图案化的掩膜层为掩膜刻蚀所述焊盘材料层，形成所述焊盘。
[0020] 进一步，形成所述侧墙的方法包括以下步骤：
[0021] 在所述器件晶圆和所述焊盘的表面上形成侧墙材料层；
[0022] 回蚀刻所述侧墙材料层，在所述焊盘的侧壁上形成所述侧墙。
[0023] 进一步，所述封帽晶圆上的键合层为锗。
[0024] 进一步，所述键合工艺为铝锗合金键合。
[0025] 进一步，如果Al-Ge合金键合有电性连接，则所述侧墙厚度< 0. 590*所述焊盘厚 度。
[0026] 进一步，所述半导体器件为MEMS器件。
[0027] 本发明实施例二提供一种半导体器件，包括：
[0028] 器件晶圆，所述器件晶圆上形成有焊盘，所述焊盘的侧壁上形成有侧墙；
[0029] 封帽晶圆，所述封帽晶圆上形成有键合层，和位于所述键合层之间的凹槽；
[0030] 所述封帽晶圆上的键合层和所述器件晶圆上的焊盘相键合。
[0031] 进一步，所述焊盘的材料为金属铝，所述封帽晶圆上的键合层为锗。
[0032] 进一步，所述侧墙的材料为锗。
[0033] 进一步，当所述键合层和所述焊盘键合有电性连接时，所述侧墙在键合过程中消 耗完。
[0034] 本发明实施例三提供一种电子装置，包括前述的半导体器件。
[0035] 综上所述，根据本发明的制作方法，键合过程中，铝锗键合层熔化受压后铝会发生 横向延展，而由于铝焊盘两侧侧墙的存在，可以阻碍铝的延展，防止其影响到密闭空腔中的 器件，尤其是在密闭空腔中的微机械结构区的可动结构，进而提高器件的可靠性和整体性 能。
【附图说明】
[0036] 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。
[0037] 附图中：
[0038] 图IA示出了现有MEMS器件铝锗合金键合的剖面示意图；
[0039] 图IB示出了现有MEMS器件在铝焊盘两侧有钝化层的剖面示意图；
[0040] 图2示出了一种不含钝化层的MEMS器件铝锗合金键合界面的SEM图；
[0041] 图3A-3D示出了本发明实施例一中方法依次实施所获得器件的剖面示意图；
[0042] 图4示出了本发明实施例一中方法依次实施步骤的流程图。
【具体实施方式】
[0043] 在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然 而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以 实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进 行描述。
[0044] 应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的 实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给 本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终 相同附图标记表示相同的元件。
[0045] 应当明白，当元件或层被称为"在...上"、"与...相邻"、"连接到"或"耦合到"其 它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层， 或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为"直接在...上"、"与...直接相邻"、 "直接连接到"或"直接耦合到"其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管 可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、 层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部 分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本发明教导之下，下面讨论的第一元 件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。
[0046] 空间关系术语例如"在...下"、"在...下面"、"下面的"、"在...之下"、"在...之 上"、"上面的"等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与 其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使 用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为"在其它元件下 面"或"在其之下"或"在其下"元件或特征将取向为在其它元件或特征"上"。因此，示例性 术语"在...下面"和"在...下"可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向（旋转90 度或其它取向）并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
[0047] 在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使 用时，单数形式的"一"、"一个"和"所述/该"也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出 另外的方式。还应明白术语"组成"和/或"包括"，当在该说明书中使用时，确定所述特征、 整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操 作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语"和/或"包括相关所列项目的任 何及所有组合。
[0048] 为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的结构及步骤，以便阐释本发 明提出的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明 还可以具有其他实施方式。
[0049] 实施例一
[0050] 下面，参照图3A-3D和图4对本发明实施例的方法进行详细描述。其中，图3A-3D 示出了根据本发明实施例一的方法依次实施所获得器件的剖面示意图；图4示出了本发明 实施例一中方法依次实施步骤的流程图。
[0051] 首先，如图3A所示，提供器件晶圆300,在所述器件晶圆300的表面上形成焊盘 301。
[0052] 所述器件晶圆300包括半导体衬底和元器件，所述半导体衬底可以是以下所提到 的材料中的至少一种：硅、绝缘体上硅（SOI)、绝缘体上层叠硅（SSOI)、绝缘体上层叠锗化 硅（S-SiGeOI)、绝缘体上锗化硅（SiGeOI)以及绝缘体上锗（GeOI)等。所述元器件是由若 干个金属-氧化物-半导体场效应晶体管（MOSFETs)以及电容、电阻等其他器件通过合金 互联形成的集成电路，也可以是其他集成电路领域内常见的半导体器件，例如双极器件或 者功率器件或者微机械结构（例如可动结构）等。作为一个示例，所述器件晶圆中形成有 CMOS器件。
[0053] 形成所述焊盘301的方法包括以下步骤：首先在所述器件晶圆表面上形成焊盘材 料层，再在焊盘材料层的上方形成图案化的掩膜层，例如光刻胶层，以图案化的掩膜层为掩 膜刻蚀焊盘材料层，形成焊盘301。
[0054] 示例性地，所述焊盘的材料为金属铝，但并不局限于上述材料，还可以为本领域技 术人员熟知的其他材料。形成所述焊盘材料层的方法可以选用任何已知的沉积技术，例如 各种类型的CVD (如金属有机CVD、脉冲CVD等）、物理气相沉积（PVD)、溅射或电镀等。可选 地，该焊盘的厚度为