本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造，尤其涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法。

背景技術(shù)：

1、在半導(dǎo)體器件中，通常需要形成貫穿襯底和襯底上的功能層的通孔，以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能，例如，半導(dǎo)體過濾篩、硅通孔(through?silicon?via，tsv)結(jié)構(gòu)等。半導(dǎo)體過濾篩為微機(jī)電系統(tǒng)中的一種部件。半導(dǎo)體過濾篩中需要形成貫穿襯底以及襯底上的功能層的通孔。

2、近年來，互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(cmos)和微機(jī)電系統(tǒng)(mems)技術(shù)的快速發(fā)展促使了傳感器單片集成的快速發(fā)展。集成cmos-mems技術(shù)制造的傳感器具有可靠性好、體積小、高密度陣元集成、頻帶寬、靈敏度高、制造成本低、易于批量生產(chǎn)等特點(diǎn)，在制備小尺寸、大規(guī)模陣列和低寄生效應(yīng)超聲探頭方面上有優(yōu)勢，是一種具有廣泛應(yīng)用前景的傳感器。

3、然而，現(xiàn)有集成cmos-mems的傳感器的性能仍有待提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，以提高半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的性能。

2、為解決上述問題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，包括：提供第一襯底，所述第一襯底具有相對的第一面和第二面，所述第一襯底內(nèi)具有自所述第一面向所述第二面凹陷的空腔；提供第二襯底，所述第二襯底包括器件區(qū)，所述器件區(qū)上具有多個(gè)器件；將所述第一襯底和所述第二襯底進(jìn)行鍵合，所述器件區(qū)在所述第一襯底上的投影圖形位于所述空腔內(nèi)。

3、可選的，所述第一襯底和所述第二襯底進(jìn)行鍵合之后，還包括：對所述第二面進(jìn)行減薄。

4、可選的，所述第二襯底包括絕緣層和形成于所述絕緣層表面的頂層襯底，所述第一襯底與所述第二襯底鍵合之后，所述絕緣層覆蓋所述空腔的頂部表面。

5、可選的，所述器件的形成方法包括：在所述器件區(qū)的所述頂層襯底的表面形成柵極層；在所述柵極層兩側(cè)的所述頂層襯底內(nèi)形成源漏摻雜區(qū)。

6、可選的，在所述頂層襯底的表面形成所述柵極層之前，還包括刻蝕所述器件區(qū)的所述頂層襯底，至暴露出所述絕緣層的表面，在所述頂層襯底內(nèi)形成溝槽；在所述溝槽內(nèi)填充隔離層，形成隔離結(jié)構(gòu)。

7、可選的，所述第一襯底和所述第二襯底進(jìn)行鍵合之后，還包括：對所述第二面進(jìn)行減薄，至暴露所述空腔。

8、可選的，暴露所述空腔之后，還包括去除所述隔離層以及所述器件區(qū)的所述絕緣層。

9、可選的，所述第一襯底和所述第二襯底進(jìn)行鍵合之后，還包括：對所述第二面進(jìn)行減薄，不暴露出所述空腔。

10、可選的，還包括：在所述頂層襯底上介質(zhì)層，在所述介質(zhì)層內(nèi)形成互連結(jié)構(gòu)，所述互連結(jié)構(gòu)與一個(gè)或者多個(gè)所述器件形成電連接。

11、可選的，所述介質(zhì)層和所述互連結(jié)構(gòu)的形成方法包括：在所述器件表面和所述頂層襯底的表面形成第一介質(zhì)層；在所述第一介質(zhì)層內(nèi)形成與至少一個(gè)所述器件電連接的導(dǎo)電插塞；在所述第一介質(zhì)層的表面形成與所述導(dǎo)電插塞連接的第一金屬層，所述第一金屬層還位于未與所述互連結(jié)構(gòu)電連接的所述器件的上方；在所述第一介質(zhì)層和所述第一金屬層的表面形成第二介質(zhì)層；在所述第二介質(zhì)層表面形成第二金屬層，所述第二金屬層位于與所述互連結(jié)構(gòu)電連接的所述器件的上方。

12、可選的，所述第二襯底還包括邊緣區(qū)，所述邊緣區(qū)圍繞所述器件區(qū)，所述互連結(jié)構(gòu)的形成方法還包括：在所述第二介質(zhì)層和所述第二金屬層的表面形成第三介質(zhì)層；在所述邊緣區(qū)上方的所述第三介質(zhì)層的表面形成第三金屬層；在所述第三介質(zhì)層和所述第三金屬層的表面形成第四介質(zhì)層，所述第一介質(zhì)層、所述第二介質(zhì)層、所述第三介質(zhì)層以及所述第四介質(zhì)層構(gòu)成所述介質(zhì)層。

13、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：

14、在本發(fā)明半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法中，第一襯底包括相對的第一面和第二面，所述空腔自所述第一面向所述第二面凹陷；提供第二襯底，所述第二襯底包括器件區(qū)，所述器件區(qū)上具有多個(gè)器件，所述第一襯底和所述第二襯底進(jìn)行鍵合之后，所述器件區(qū)在所述第一襯底上的投影圖形位于所述空腔內(nèi)；這種通過空腔就直接實(shí)現(xiàn)器件的懸空和熱隔離，減少工藝復(fù)雜度，提升了半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成質(zhì)量，避免了對第二面進(jìn)行一系列如光刻、刻蝕和清洗等等工藝，大大的降低了工藝的難度，具有較廣泛的適用范圍。

15、進(jìn)一步，直接通過對第二面減薄厚度的控制，暴露出所述空腔，從而直接將第二襯底暴露出來，直接實(shí)現(xiàn)器件的懸空和熱隔離，也減少了對第二襯底的加工難度。

技術(shù)特征：

1.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述第一襯底和所述第二襯底進(jìn)行鍵合之后，還包括：對所述第二面進(jìn)行減薄。

3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述第二襯底包括絕緣層和形成于所述絕緣層表面的頂層襯底，所述第一襯底與所述第二襯底鍵合之后，所述絕緣層覆蓋所述空腔的頂部表面。

4.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述器件的形成方法包括：

5.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，在所述頂層襯底的表面形成所述柵極層之前，還包括刻蝕所述器件區(qū)的所述頂層襯底，至暴露出所述絕緣層的表面，在所述頂層襯底內(nèi)形成溝槽；在所述溝槽內(nèi)填充隔離層，形成隔離結(jié)構(gòu)。

6.如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述第一襯底和所述第二襯底進(jìn)行鍵合之后，還包括：對所述第二面進(jìn)行減薄，至暴露所述空腔。

7.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，暴露所述空腔之后，還包括去除所述隔離層以及所述器件區(qū)的所述絕緣層。

8.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述第一襯底和所述第二襯底進(jìn)行鍵合之后，還包括：對所述第二面進(jìn)行減薄，不暴露出所述空腔。

9.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，還包括：在所述頂層襯底上介質(zhì)層，在所述介質(zhì)層內(nèi)形成互連結(jié)構(gòu)，所述互連結(jié)構(gòu)與一個(gè)或者多個(gè)所述器件形成電連接。

10.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述介質(zhì)層和所述互連結(jié)構(gòu)的形成方法包括：在所述器件表面和所述頂層襯底的表面形成第一介質(zhì)層；

11.如權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述第二襯底還包括邊緣區(qū)，所述邊緣區(qū)圍繞所述器件區(qū)，所述介質(zhì)層和所述互連結(jié)構(gòu)的形成方法還包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，包括：提供第一襯底，所述第一襯底具有相對的第一面和第二面，所述第一襯底內(nèi)具有自所述第一面向所述第二面凹陷的空腔；提供第二襯底，所述第二襯底包括器件區(qū)，所述器件區(qū)上具有多個(gè)器件；將所述第一襯底和所述第二襯底進(jìn)行鍵合，所述器件區(qū)在所述第一襯底上的投影圖形位于所述空腔內(nèi)；以提高半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的性能。

技術(shù)研發(fā)人員：王健鵬
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10