CN108622842A - 半导体装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种半导体装置及其制造方法，涉及半导体技术领域。其中半导体装置包括衬底以及位于衬底上的振动膜和覆盖层，其中部分覆盖层位于振动膜的上方，衬底、振动膜和覆盖层形成空腔；其中衬底包括能够露出振动膜的至少部分下表面的开口、以及设在所述开口侧壁上的至少一个支撑部。由于在衬底的开口侧壁上设有支撑部，因此当振动膜发生形变时，支撑部能够为振动膜提供支撑，以免振动膜发生断裂。同时由于支撑部与振动膜的接触面积有限，因此并不会对半导体装置的信噪比造成影响。

Description

半导体装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种半导体装置及其制造方法。
背景技术
在MEMS(Micro-Electro-Mechanical System，微机电系统)领域中,一些麦克风产品需要利用湿法刻蚀(一般用BOE(Buffered Oxide Etch，缓冲氧化物刻蚀))的方式去掉SiO2，形成中空的腔体,以使振动膜能够在这个腔体内震荡。
如图1所示，刻蚀液从覆盖层3中的通孔进入产品内部进行刻蚀，以便衬底1、振动膜2和覆盖层3形成空腔。在这个过程中，由于刻蚀液的冲击，振动膜2会发生形变。当振动膜2发生的形变超过一定程度，振动膜2就会发生断裂，如图2所示。
为了克服这一缺陷，目前出现了一种缩小衬底关键尺寸(backside CD)的方案。其中在该方案中，当对衬底1进行干法刻蚀以形成开口4时，缩小相应掩膜的面积，从而使得开口4的边缘能够对发生形变的振动膜2提供支撑，避免振动膜2发生断裂。相应的掩膜变化如图3所示，其中在图3中，左侧为常规使用的掩膜，右侧为缩小后的掩膜。
但是在这种情况下，当衬底1与振动膜2接触时，接触面积比较大，从而导致信号的干扰较多，造成产品性能的恶化。
发明内容
本发明的发明人发现上述现有技术中存在的问题，并因此针对上述问题中的至少一个问题提出了一种新的技术方案。
根据本发明的一个方面，提供一种半导体装置，包括：
衬底；
位于衬底上的振动膜和覆盖层，其中部分覆盖层位于振动膜的上方，衬底、振动膜和覆盖层形成空腔；
其中，衬底包括能够露出振动膜的至少部分下表面的开口、以及设在开口侧壁上的至少一个支撑部。
在一个实施例中，支撑部在开口的侧壁上对称设置。
在一个实施例中，支撑部的横向宽度小于开口的横向宽度。
在一个实施例中，支撑部的上表面与衬底的本体上表面齐平。
在一个实施例中，振动膜的材料为多晶硅。
在一个实施例中，覆盖层上设有贯穿覆盖层以与空腔连通的至少一个通孔。
在一个实施例中，覆盖层的下表面还设有电极层。
根据本发明的另一方面，提供一种半导体装置的制造方法，包括：
提供半导体结构，其中半导体结构包括衬底、位于衬底上表面的第一牺牲层和覆盖层、位于第一牺牲层上表面的振动膜、位于振动膜上的第二牺牲层、其中部分覆盖层位于第二牺牲层的上方；
对衬底进行刻蚀，以形成露出至少部分第一牺牲层的下表面的开口，其中开口的侧壁上形成有至少一个支撑部；
去除至少部分第一牺牲层以露出至少部分振动膜的下表面；
去除第二牺牲层，以便衬底、振动膜和覆盖层构成空腔。
在一个实施例中，支撑部在开口的侧壁上对称设置。
在一个实施例中，支撑部的横向宽度小于开口的横向宽度。
在一个实施例中，支撑部的上表面与衬底的本体上表面齐平。
在一个实施例中，振动膜的材料为多晶硅。
在一个实施例中，去除第二牺牲层的步骤包括：
对覆盖层进行图案化，以形成与空腔连通的至少一个通孔；
利用通孔，对第二牺牲层进行刻蚀。
在一个实施例中，覆盖层的下表面还设有电极层。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中麦克风在制造过程中的横截面示意图。
图2为现有技术中麦克风在制造过程中发生振动膜断裂的横截面示意图。
图3为现有技术中缩小掩膜尺寸的示意图。
图4为本发明半导体装置的横截面示意图。
图5为本发明所使用掩膜的示意图。
图6为本发明衬底的俯视图。
图7为本发明半导体装置中振动膜发生形变状态下的横截面示意图。
图8为本发明半导体装置的制造方法一个实施例的示意图。
图9A至图9E为本发明半导体装置的制造方法中各阶段的结构横截面示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
图4为本发明半导体装置的横截面示意图。如图4所示，该半导体制造包括衬底1、位于衬底1上的振动膜2和覆盖层3，其中部分覆盖层3位于振动膜2的上方，衬底1、振动膜2和覆盖层3形成空腔。
可选地，振动膜2的材料可为多晶硅。
其中，衬底1包括能够露出振动膜2的至少部分下表面的开口4、以及设在开口1侧壁上的至少一个支撑部11。
可选地，支撑部11的上表面与衬底1的本体上表面齐平。
为了能够在振动膜2发生形变时给振动膜2提供支撑的同时，还能够避免信噪比的恶化，本发明对形成开口4所使用的掩膜进行了改造，如图5所示。通过在掩膜边缘上设置至少一个缺口，从而通过刻蚀，在衬底1中所形成开口4的侧壁上形成相应的支撑部11，如图6所示。
通过设置掩膜上缺口的位置，可设置支撑部11在开口4侧壁上的位置。可选地，支撑部11在开口4的侧壁上对称设置。通过对称设置，可以在给振动膜2提供支撑时使得振动膜2的受力更加均衡，从而有效避免振动膜2因受力不均而发生断裂。
可选地，支撑部11的横向宽度小于开口4的横向宽度。如图6所示，支撑部11的横向宽度a小于开口4的横向宽度b。从而，可确保支撑部11在支撑振动膜2时，不会导致振动膜2与衬底1的接触面积的扩大。
如图7所示，振动膜2在受到刻蚀液的冲击下发生形变，但由于在衬底1的开口4侧壁上设有支撑部11，从而能够给发生形变的振动膜2提供支撑，由此可有效避免振动膜2的断裂。
基于本发明上述实施例提供的半导体装置，由于在衬底开口的侧壁上具有至少一个支撑部，因此当振动膜发生形变时，支撑部能够为振动膜提供支撑，以免振动膜发生断裂。同时在本发明中，由于支撑部与振动膜的接触面积有限，因此并不会对半导体装置的信噪比造成影响。
如图4和图7所示，覆盖层3上设有贯穿覆盖层3以与空腔连通的至少一个通孔31，以便刻蚀液通过通孔31进入产品内部以刻蚀空腔。
此外，覆盖层3的下表面还设有电极层32。电极层32和振动膜2作为电容的两个电极。在麦克风工作时，振动膜2因受到声波的作用而发生形变时，会导致电容参数发生变化，从而可有效地将声音信号转换为电信号。
图8为本发明半导体装置的制造方法一个实施例的示意图。其中：
步骤801，提供半导体结构，其中半导体结构包括衬底、位于衬底上表面的第一牺牲层和覆盖层、位于第一牺牲层上表面的振动膜、位于振动膜上的第二牺牲层、其中部分覆盖层位于第二牺牲层的上方。
可选地，振动膜的材料为多晶硅。覆盖层的下表面还可设有电极层。
步骤802，对衬底进行刻蚀，以形成露出至少部分第一牺牲层的下表面的开口，其中开口的侧壁上形成有至少一个支撑部。
可选地，支撑部在开口的侧壁上对称设置，各支撑部的横向宽度小于开口的横向宽度，支撑部的上表面与衬底的本体上表面齐平。
步骤803，去除部分第一牺牲层以露出至少部分振动膜的下表面。
步骤804，去除第二牺牲层，以便衬底、振动膜和覆盖层构成空腔。
可选地，上述去除第二牺牲层的步骤包括：
首先对覆盖层进行图案化，以形成与空腔连通的至少一个通孔。然后利用通孔，对第二牺牲层进行刻蚀。
基于本发明上述实施例提供的半导体装置制造方法，由于在衬底开口的侧壁上具有至少一个支撑部，因此当振动膜发生形变时，支撑部能够为振动膜提供支撑，以免振动膜发生断裂。同时在本发明中，由于支撑部与振动膜的接触面积有限，因此并不会对半导体装置的信噪比造成影响。
下面通过一个具体示例来详细说明本发明一个实施例的半导体装置的制造过程。
如图9A所示，在衬底1上形成第一牺牲层51，然后在第一牺牲层1上形成振动膜2。
如图9B所示，在振动膜2上形成第二牺牲层52，再在衬底1上形成覆盖层3，其中部分覆盖层3位于第二牺牲层52的上方。
其中，在覆盖层3的下表面设有电极层32。
如图9C所示，对覆盖层3进行图案化，以形成露出第二牺牲层52的上表面的至少一个通孔31。
如图9D所示，利用如图5所示的掩膜，对衬底1进行刻蚀，直至露出第一牺牲层51的下表面，从而形成开口4。其中在开口4的侧壁上形成有至少一个支撑部11。
如图9E所示，利用湿法刻蚀，去除第一牺牲层51和第二牺牲层52，以便分别露出振动膜2的上表面和下表面。
在该实施例中，由于在衬底1的开口4的侧壁上设有支撑部11，因此当振动膜2发生形变时，支撑部11能够为振动膜2提供支撑，以免振动膜2发生断裂。同时由于支撑部11与振动膜2的接触面积有限，因此并不会对半导体装置的信噪比造成影响。
本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (14)

1.一种半导体装置，其特征在于，包括：
衬底；
位于所述衬底上的振动膜和覆盖层，其中部分所述覆盖层位于所述振动膜的上方，所述衬底、所述振动膜和所述覆盖层形成空腔；
其中，所述衬底包括能够露出所述振动膜的至少部分下表面的开口、以及设在所述开口侧壁上的至少一个支撑部。
2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，
所述支撑部在所述开口的侧壁上对称设置。
3.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，
所述支撑部的横向宽度小于所述开口的横向宽度。
4.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，
所述支撑部的上表面与所述衬底的本体上表面齐平。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的半导体装置，其特征在于，
所述振动膜的材料为多晶硅。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的半导体装置，其特征在于，
所述覆盖层上设有贯穿所述覆盖层以与所述空腔连通的至少一个通孔。
7.根据权利要求6所述的半导体装置，其特征在于，
所述覆盖层的下表面还设有电极层。
8.一种半导体装置的制造方法，其特征在于，包括：
提供半导体结构，其中所述半导体结构包括衬底、位于所述衬底上表面的第一牺牲层和覆盖层、位于所述第一牺牲层上表面的振动膜、位于所述振动膜上的第二牺牲层、其中部分所述覆盖层位于所述第二牺牲层的上方；
对所述衬底进行刻蚀，以形成露出至少部分所述第一牺牲层的下表面的开口，其中所述开口的侧壁上形成有至少一个支撑部；
去除至少部分所述第一牺牲层以露出至少部分所述振动膜的下表面；
去除第二牺牲层，以便所述衬底、所述振动膜和所述覆盖层构成空腔。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，
所述支撑部在所述开口的侧壁上对称设置。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，
所述支撑部的横向宽度小于所述开口的横向宽度。
11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，
所述支撑部的上表面与所述衬底的本体上表面齐平。
12.根据权利要求8-11中任一项所述的方法，其特征在于，
所述振动膜的材料为多晶硅。
13.根据权利要求8-11中任一项所述的方法，其特征在于，
去除第二牺牲层的步骤包括：
对所述覆盖层进行图案化，以形成与所述空腔连通的至少一个通孔；
利用所述通孔，对所述第二牺牲层进行刻蚀。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，
所述覆盖层的下表面还设有电极层。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111924794A (zh) * 2019-05-13 2020-11-13 无锡华润上华科技有限公司 微机电系统器件

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10993043B2 (en) * 2019-09-09 2021-04-27 Shin Sung C&T Co., Ltd. MEMS acoustic sensor
US11818542B2 (en) * 2020-09-22 2023-11-14 Gmems Tech Shenzhen Limited Capacitive microphone with well-controlled undercut structure
US11665485B2 (en) * 2020-10-08 2023-05-30 UPBEAT TECHNOLOGY Co., Ltd Micro-electro-mechanical system acoustic sensor, micro-electro-mechanical system package structure and method for manufacturing the same
CN113582130B (zh) * 2021-07-27 2024-01-05 绍兴中芯集成电路制造股份有限公司 基于晶圆制备mems器件的方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1728888A (zh) * 2004-07-30 2006-02-01 三洋电机株式会社 声敏元件
US20110215067A1 (en) * 2006-03-14 2011-09-08 Oki Semiconductor Co., Ltd. Acceleration sensor with protrusions facing stoppers
CN103281661A (zh) * 2013-05-09 2013-09-04 上海集成电路研发中心有限公司 一种mems麦克风结构及其制造方法
CN103688556A (zh) * 2011-07-21 2014-03-26 罗伯特·博世有限公司 具有微机械麦克风结构的元件
CN104113812A (zh) * 2014-08-11 2014-10-22 苏州敏芯微电子技术有限公司 电容式微硅麦克风及其制造方法
US8921957B1 (en) * 2013-10-11 2014-12-30 Robert Bosch Gmbh Method of improving MEMS microphone mechanical stability
CN105307091A (zh) * 2014-07-28 2016-02-03 阿库斯蒂卡公司 Mems膜超程止挡部

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4539450B2 (ja) * 2004-11-04 2010-09-08 オムロン株式会社 容量型振動センサ及びその製造方法
KR20080005854A (ko) * 2006-07-10 2008-01-15 야마하 가부시키가이샤 압력 센서 및 그의 제조 방법
US8121315B2 (en) * 2007-03-21 2012-02-21 Goer Tek Inc. Condenser microphone chip
JP5065974B2 (ja) * 2008-04-10 2012-11-07 株式会社船井電機新応用技術研究所 マイクロホンユニット及びその製造方法
JP6149628B2 (ja) * 2013-09-13 2017-06-21 オムロン株式会社 音響トランスデューサ及びマイクロフォン

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1728888A (zh) * 2004-07-30 2006-02-01 三洋电机株式会社 声敏元件
US20110215067A1 (en) * 2006-03-14 2011-09-08 Oki Semiconductor Co., Ltd. Acceleration sensor with protrusions facing stoppers
CN103688556A (zh) * 2011-07-21 2014-03-26 罗伯特·博世有限公司 具有微机械麦克风结构的元件
CN103281661A (zh) * 2013-05-09 2013-09-04 上海集成电路研发中心有限公司 一种mems麦克风结构及其制造方法
US8921957B1 (en) * 2013-10-11 2014-12-30 Robert Bosch Gmbh Method of improving MEMS microphone mechanical stability
CN105307091A (zh) * 2014-07-28 2016-02-03 阿库斯蒂卡公司 Mems膜超程止挡部
CN104113812A (zh) * 2014-08-11 2014-10-22 苏州敏芯微电子技术有限公司 电容式微硅麦克风及其制造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111924794A (zh) * 2019-05-13 2020-11-13 无锡华润上华科技有限公司 微机电系统器件
CN111924794B (zh) * 2019-05-13 2024-06-04 无锡华润上华科技有限公司 微机电系统器件

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