半导体器件及其制程方法与流程

本申请涉及半导体制造，特别是涉及一种半导体器件及其制程方法。

背景技术：

1、射频技术被广泛应用于生活中的各种方面，比如射频开关等半导体器件。但随着半导体器件频率的不断升高，半导体器件的寄生电容较大，尤其是金属互联工艺的寄生电容可以占到总的寄生电容的30％，导致半导体器件的射频性能急剧下降。

技术实现思路

1、本申请提供的半导体器件及其制程方法，旨在解决半导体器件的寄生电容较大，尤其是金属互联工艺的寄生电容可以占到总的寄生电容的30％，导致半导体器件的射频性能急剧下降的问题。

2、为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种半导体器件的制程方法。该方法包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底包括依次层叠的底部半导体层、埋氧层和顶部半导体层；在所述半导体衬底的隔离区域中形成第一连通孔和空气孔，所述第一连通孔和所述空气孔贯穿至所述底部半导体层；封闭所述空气孔的孔口以在所述空气孔中形成空腔；在所述第一连通孔中填充导电材料。

3、在一个实施例中，所述半导体器件还包括设置于所述顶部半导体层背离所述埋氧层一侧的栅极；所述顶部半导体层具有源极区和漏极区；在封闭所述空气孔的孔口的步骤之后，还包括：在所述半导体衬底的器件区域形成第二连通孔，所述第二连通孔贯穿至所述栅极、或所述源极区或所述漏极区，所述导电材料填充于所述第二连通孔内。

4、在一个实施例中，在所述半导体衬底的隔离区域中形成第一连通孔和空气孔的步骤包括：进行第一次蚀刻制程以在所述隔离区域中同时形成所述第一连通孔和所述空气孔；在所述半导体衬底的器件区域形成第二连通孔的步骤包括：进行第二次蚀刻制程以在所述器件区域中形成所述第二连通孔。

5、在一个实施例中，所述栅极、所述源极区和所述漏极区上方形成有刻蚀停止层。

6、在一个实施例中，封闭所述空气孔的孔口的步骤包括：在所述半导体衬底表面沉积介质层，并使所述介质层覆盖所述第一连通孔的侧壁和底壁，且使所述介质层填充所述空气孔的孔口以封闭所述空气孔形成空腔；其中，所述第一连通孔的横截面面积大于所述空气孔的横截面面积。

7、在一个实施例中，在所述第一连通孔中填充导电材料的步骤之前，还包括：至少去除所述第一连通孔的底壁上的所述介质层，以露出所述底部半导体层。

8、在一个实施例中，所述介质层为氮化硅和/或氮氧化硅。

9、为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种半导体器件。该半导体器件包括：半导体衬底，所述半导体衬底包括依次层叠的底部半导体层、埋氧层和顶部半导体层；所述半导体衬底具有隔离区域，所述隔离区域中形成有第一连通孔和空气孔，所述第一连通孔和所述空气孔贯穿至所述底部半导体层；所述第一连通孔中填充有导电材料，所述导电材料接触所述底部半导体层；所述空气孔中形成有空腔。

10、在一个实施例中，所述半导体器件还包括设置于所述顶部半导体层背离所述埋氧层一侧的栅极；所述顶部半导体层具有源极区和漏极区；所述半导体衬底还具有器件区域，所述器件区域中形成有第二连通孔，所述第二连通孔贯穿至所述栅极、或所述源极区、或所述漏极区，且所述第二连通孔内填充有所述导电材料。

11、在一个实施例中，所述空气孔的孔口设置有介质层以封闭孔口，所述介质层为氮化硅和/或氮氧化硅。

12、在一个实施例中，所述空气孔的横截面为圆形、椭圆形、方形或条形；和/或，所述空气孔的数量为多个，多个所述空气孔呈单行分布或呈矩阵分布。

13、在一个实施例中，所述栅极、所述源极区和所述漏极区上方形成有刻蚀停止层。

14、在一个实施例中，所述第一连通孔的横截面面积大于所述空气孔的横截面面积。

15、本申请的有益效果，区别于现有技术：本申请提供的半导体器件及其制程方法，通过在半导体衬底的隔离区域中形成第一连通孔和空气孔，并在封闭空气孔的孔口以在空气孔中形成空腔之后，再在第一连通孔中填充导电材料，不仅能够避免导电材料进入空气孔的问题发生；且由于空气或真空的介电常数相比于其它物质的介电常数较小，因此，通过在空气孔中形成空腔，能够使半导体衬底与其它金属层之间的寄生电容减小，从而有效减弱了制得的半导体器件的寄生电容对其射频性能的影响。另外，该方法可在形成第一连通孔的同时形成空气孔，无需专门设置空气孔的加工工艺，相比于采用专门的工艺制备空气孔的方案，整个制程工艺较为简单。

技术特征：

1.一种半导体器件的制程方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的半导体器件的制程方法，其特征在于，所述半导体器件还包括设置于所述顶部半导体层背离所述埋氧层一侧的栅极；所述顶部半导体层具有源极区和漏极区；

3.根据权利要求2所述的半导体器件的制程方法，其特征在于，在所述半导体衬底的隔离区域中形成第一连通孔和空气孔的步骤包括：

4.根据权利要求2或3所述的半导体器件的制程方法，其特征在于，所述栅极、所述源极区和所述漏极区上方形成有刻蚀停止层。

5.根据权利要求1所述的半导体器件的制程方法，其特征在于，封闭所述空气孔的孔口的步骤包括：

6.根据权利要求5所述的半导体器件的制程方法，其特征在于，

7.根据权利要求5或6所述的半导体器件的制程方法，其特征在于，所述介质层为氮化硅和/或氮氧化硅。

8.一种半导体器件，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的半导体器件，其特征在于，所述半导体器件还包括设置于所述顶部半导体层背离所述埋氧层一侧的栅极；所述顶部半导体层具有源极区和漏极区；

10.根据权利要求8所述的半导体器件，其特征在于，所述空气孔的孔口设置有介质层以封闭孔口，所述介质层为氮化硅和/或氮氧化硅。

11.根据权利要求8所述的半导体器件，其特征在于，所述空气孔的横截面为圆形、椭圆形、方形或条形；和/或，

12.根据权利要求9所述的半导体器件，其特征在于，所述栅极、所述源极区和所述漏极区上方形成有刻蚀停止层。

13.根据权利要求8-12任一项所述的半导体器件，其特征在于，所述第一连通孔的横截面面积大于所述空气孔的横截面面积。

技术总结
本申请提供一种半导体器件及其制程方法。该半导体器件的制程方法包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底包括依次层叠的底部半导体层、埋氧层和顶部半导体层；在所述半导体衬底的隔离区域中形成第一连通孔和空气孔，所述第一连通孔和所述空气孔贯穿至所述底部半导体层；封闭所述空气孔的孔口以在所述空气孔中形成空腔；在所述第一连通孔中填充导电材料。该半导体器件的制程方法能够减小金属互连间的寄生电容，从而有效减弱了制得的半导体器件的寄生电容对其射频性能的影响。

技术研发人员：薛广杰
受保护的技术使用者：武汉新芯集成电路制造有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1