專利名稱：設(shè)有諧振器的半導(dǎo)體裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在半導(dǎo)體裝置內(nèi)制作諧振器的方法，所述半導(dǎo)體裝置包含襯底。本發(fā)明還涉及所述半導(dǎo)體裝置。
將這樣的方法例如可用于制作RF收發(fā)機(jī)。
背景技術(shù)：
在美國(guó)專利申請(qǐng)US2002/0145489中說(shuō)明了一種在半導(dǎo)體裝置內(nèi)制作諧振器的方法。這樣的諧振器提供了為包括半導(dǎo)體裝置(如RF收發(fā)器)的系統(tǒng)產(chǎn)生穩(wěn)定頻率所需的、具有很高的Q值的綜合振蕩器。這樣的諧振器通常稱為微機(jī)電裝置或MEM。希望用這樣的MEM來(lái)取代昂貴的、且不能集成到半導(dǎo)體裝置內(nèi)的分立的石英振蕩器。所述半導(dǎo)體基于包括襯底的SOI(絕緣基硅)晶片。SOI晶片包含通常由氧化物制成的絕緣層。制作這樣的諧振器的方法包括以下步驟-確定在所述襯底上生成的第一層圖案，-確定在所述襯底上生成的第二層圖案，-蝕刻所述第二層，以確定能以某一振動(dòng)模式進(jìn)行諧振的元件，該元件靠近一條槽。
所述氧化層足以阻止所述蝕刻，并防止與所述襯底的連接，即防止泄漏電流。如關(guān)于所述現(xiàn)有技術(shù)的圖33所示，所述元件附著在所述襯底的底部。
這種方法的第一個(gè)缺點(diǎn)是，在形成諧振器后，需要特定的復(fù)雜加工步驟來(lái)將其進(jìn)行密封。確實(shí)，在通常情況下，至少一個(gè)保護(hù)性的氧化層和至少一個(gè)金屬化層覆蓋了整個(gè)所述襯底。在所述的現(xiàn)有技術(shù)中，為防止所述元件熔入(cast)到所述金屬化層和氧化層中，需要確定額外的蓋層。
第二個(gè)缺點(diǎn)是所述蝕刻不能進(jìn)行得很深，因?yàn)樗鲅趸锝^緣層阻止了所述蝕刻，而該層沒(méi)有深入地集成到所述晶片的襯底中，0.5微米到2微米是這種SOI技術(shù)的蝕刻深度極限。
最后，這種解決方案的成本很高，因?yàn)樗褂昧薙OI晶片，而眾所周知，SOI晶片比傳統(tǒng)的半導(dǎo)體晶片成本高。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提供一種在半導(dǎo)體裝置內(nèi)制作諧振器的方法，該方法不使用SOI晶片，能夠以簡(jiǎn)單的方式在嚴(yán)格密封的半導(dǎo)體裝置內(nèi)制作諧振器。
為此目的，提供了一種在半導(dǎo)體裝置內(nèi)制作諧振器的方法，所述諧振器包括具有相互垂直的第一軸和第二軸的襯底，其中，所述方法包括以下步驟-在所述襯底上蝕刻孔，-設(shè)置形成第一電極的第一摻雜區(qū)，-將所述第一電極分成兩個(gè)電極，-依照特定的淀積圖案，在所述孔的內(nèi)部和周圍敷設(shè)經(jīng)劃定的氧化物淀積層，-界定完全覆蓋所述孔的第二摻雜區(qū)，-清除所述氧化物淀積層，以確定形成諧振器元件，該諧振器能在兩個(gè)電極之間振動(dòng)。
此外，提供了包含具有第一摻雜區(qū)、兩個(gè)相互垂直的軸、與所述第一摻雜區(qū)接觸的第二摻雜區(qū)和諧振器的襯底的半導(dǎo)體裝置，所述諧振器形成具有兩個(gè)部分的元件，該兩部分能在由所述第一摻雜區(qū)制成的兩個(gè)電極之間振動(dòng)，且通過(guò)所述第二摻雜區(qū)將所述元件的第一部分保持在基本與所述襯底表面平行的位置，并且所述元件的第二部分與所述襯底的表面基本垂直，并能自由移動(dòng)。
如我們將詳細(xì)了解的一樣，在本方法中使用的氧化層使得獲得能在兩個(gè)電極之間振動(dòng)的元件成為可能，且所述元件處于孔中，其中，第二摻雜層覆蓋所述孔，以將諧振器密封，同時(shí)，將所述元件的一部分固定在所述襯底的表面。
在非限制性的實(shí)施例中，所述孔最好基本垂直于所述襯底表面的槽或孔隙。
其優(yōu)點(diǎn)在于，所述襯底屬于高電阻型，而所述第一摻雜區(qū)屬于低電阻型。
優(yōu)選方案是，在一個(gè)非限制性實(shí)施例中，所述的兩個(gè)電極的分割通過(guò)進(jìn)行氬或硼或離子注入的分割圖案來(lái)實(shí)現(xiàn)。
其優(yōu)點(diǎn)在于，所述注入將所述孔的底部和各側(cè)部分地覆蓋，且所述襯底的表面與所述孔鄰接。
其優(yōu)點(diǎn)在于，所述特定的淀積圖案沿第二軸延伸，且所述淀積圖案的內(nèi)部允許將所述氧化物淀積層在整個(gè)孔內(nèi)和與所述孔鄰接的所述襯底表面上，以及更遠(yuǎn)處。
其優(yōu)點(diǎn)在于，所述第二摻雜區(qū)通過(guò)沿所述半導(dǎo)體的第一軸延伸的第二摻雜圖案得到，且所述圖案的內(nèi)側(cè)允許第二摻雜劑完全淀積在所述孔內(nèi)。
其優(yōu)點(diǎn)在于，所述第二摻雜圖案的內(nèi)側(cè)允許第二摻雜劑完全覆蓋與所述孔鄰接的所述氧化物淀積層，以及更遠(yuǎn)處。
優(yōu)選方案是，在一個(gè)非限制性實(shí)施例中，所述方法還包括沿所述第二軸在所述孔的兩側(cè)添加第一接觸墊的步驟，所述接觸墊與第一摻雜區(qū)接觸。
優(yōu)選方案是，在一個(gè)非限制性實(shí)施例中，所述方法還包括沿所述第一軸在所述孔的兩側(cè)添加第二接觸墊的步驟，所述接觸墊與第二摻雜區(qū)接觸。


通過(guò)閱讀以下詳細(xì)說(shuō)明和參閱附圖，可以更清楚地了解本發(fā)明的另一些目標(biāo)、特征和優(yōu)點(diǎn)，其中圖1是在本發(fā)明的半導(dǎo)體內(nèi)制作諧振器的方法的流程圖，圖2表示用于根據(jù)圖1的方法制作諧振器的半導(dǎo)體，圖3表示設(shè)在圖2的半導(dǎo)體裝置上的界定圖案，圖4表示圖案定界步驟后的圖2的半導(dǎo)體裝置的兩個(gè)截面圖，圖5表示設(shè)在圖3的半導(dǎo)體裝置上的蝕刻圖案，圖6表示在蝕刻步驟和第一摻雜步驟后的圖4的半導(dǎo)體的截面圖，圖7表示設(shè)在圖5的半導(dǎo)體裝置上的分割圖案，圖8表示經(jīng)過(guò)分割步驟后的圖6的半導(dǎo)體的兩個(gè)截面圖，圖9表示設(shè)在圖7的半導(dǎo)體裝置上的經(jīng)劃定的氧化物淀積層，圖10表示經(jīng)過(guò)氧化物淀積步驟后的圖8的半導(dǎo)體的兩個(gè)截面圖，圖11表示設(shè)在圖9的半導(dǎo)體裝置上的摻雜圖案，圖12表示經(jīng)過(guò)第二摻雜步驟后的圖10的半導(dǎo)體的兩個(gè)截面圖，圖13表示經(jīng)過(guò)清理步驟后的圖12的半導(dǎo)體的兩個(gè)截面圖，圖14是加了若干接觸墊的圖11的半導(dǎo)體裝置的平面圖，圖15表示加了一些接觸墊的圖13中的半導(dǎo)體裝置的兩個(gè)截面圖。
具體實(shí)施例方式
以下的說(shuō)明中，沒(méi)有詳細(xì)介紹本行業(yè)技術(shù)人員熟知的功能或結(jié)構(gòu)，以免本發(fā)明的要點(diǎn)為不必要的細(xì)節(jié)所掩蓋。
本發(fā)明涉及在半導(dǎo)體裝置SI內(nèi)制作諧振器的方法。所述半導(dǎo)體裝置SI包括襯底Z_HO。所述襯底由硅制成。在圖1中表示所述方法的流程圖，并且，圖2中示出了半導(dǎo)體裝置SI。
襯底Z_HO是高電阻型的襯底，其電阻率最好大于10歐姆·厘米，使它呈現(xiàn)高電阻率。半導(dǎo)體裝置SI包括兩個(gè)相互垂直的軸XX’和YY’，且它們與所述半導(dǎo)體裝置SI的表面為同平面。
在以下的說(shuō)明中，使用了圖4所示的兩個(gè)截面圖，如圖2所示，第一圖AA’沿第一軸XX’得到，而第二圖BB’沿第二軸YY’得到。
為在所述的半導(dǎo)體裝置SI內(nèi)制作諧振器，執(zhí)行了以下步驟。
在第一個(gè)步驟“界定”中，通過(guò)稱為界定圖案的第一圖案M_HL在半導(dǎo)體裝置SI上確定第一界定區(qū)Z_HL。諧振器將構(gòu)建在該界定區(qū)Z_HL內(nèi)。界定圖案M_HL用作隔離層，以在下一加工步驟中保護(hù)所述諧振器以外的區(qū)域。
為此目的，將第一圖案M_HL用在半導(dǎo)體裝置SI的襯底上，該圖案的內(nèi)側(cè)是開口，且是所述的界定區(qū)Z_HL，其外側(cè)是光面掩模(plainmask)，所述第一圖案將半導(dǎo)體裝置SI的襯底部分地覆蓋。如圖3所示，第一圖案M_HL沿第二軸BB’延伸。
通常，代表特定圖案的物理掩模由硼硅酸鹽制成。根據(jù)襯底上淀積的是樹脂還是氧化物，使用兩種不同的方法。
如果將樹脂應(yīng)用于襯底，則使用了以下方法-將樹脂敷設(shè)在襯底上，-加上掩模，-將整個(gè)襯底在UV(紫外線)下曝光，-在所述的曝光下，所述樹脂層(適于在UV或X射線下曝光的光刻膠)的未遮掩部分發(fā)生聚合，-將所述樹脂顯影，-設(shè)置一些金屬化層，并在襯底上進(jìn)行蝕刻，-用溶劑清除所述樹脂。
應(yīng)當(dāng)注意，當(dāng)樹脂顯影時(shí)，將整個(gè)襯底浸入到本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的顯影劑產(chǎn)品中。所述產(chǎn)品將所述樹脂發(fā)生聚合的區(qū)域溶解。從而，襯底包括兩種區(qū)域若干剝離區(qū)和若干保護(hù)區(qū)。
當(dāng)施加氧化物時(shí)，使用了以下方法-將所述氧化物施加在襯底的整個(gè)表面上，-將樹脂施加在所述氧化物上，并加上掩模，-將整個(gè)襯底在UV下曝光，-在聚合后，將所述樹脂層進(jìn)行顯影，使得一些氧化區(qū)被剝離，-對(duì)所述經(jīng)剝離的氧化區(qū)進(jìn)行蝕刻(離子蝕刻)，使得這些區(qū)中的氧化物被清除，-用溶劑清除所述樹脂從而，所述襯底具有一些由氧化物覆蓋的區(qū)，且這些氧化物表示了與所用的掩模相同的圖案，最后，可以進(jìn)行某種摻雜或蝕刻，然后，通過(guò)蝕刻，將剩余的氧化物清除。應(yīng)當(dāng)注意，當(dāng)樹脂不夠硬而不足以承受較深的蝕刻步驟時(shí)，便采用這種也被稱為硬掩模的第二種方法。
在第二步“蝕刻”中，通過(guò)第二圖案M_TR在半導(dǎo)體裝置SI的襯底內(nèi)設(shè)置孔TR。如圖5所示，第二圖案M_TR(以連續(xù)線表示的矩形)比第一圖案M_HL小，且存在于第一圖案M_HL的輪廓內(nèi)，使得在界定區(qū)Z_HL內(nèi)形成孔TR。
所述孔是孔槽。如圖6所示，在截面圖BB’中，所述孔基本上垂直于襯底的表面。
在第三步“第一摻雜”中，在襯底的界定區(qū)Z_HL內(nèi)側(cè)進(jìn)行第一次摻雜，使之具有較低的接入電阻，以確定形成電極的導(dǎo)電區(qū)或第一摻雜區(qū)Z_DIFF1。該第一摻雜區(qū)是低電阻的，其電阻率最好低于0.5歐·厘米。從而，在經(jīng)過(guò)該第一摻雜步驟后，一部分所述界定區(qū)變成了低電阻區(qū)。
如圖6的截面圖BB’所示，用打點(diǎn)的區(qū)域表示第一摻雜區(qū)Z_DIFF1。
例如，用摻雜劑N+離子進(jìn)行所述摻雜。從而，第一摻雜區(qū)Z_DIFF1形成了由N+離子構(gòu)成的晶體網(wǎng)絡(luò)。
然后，將界定圖案M_HL(硬掩模)清除。
在第四步“分割”中，將導(dǎo)電區(qū)Z_DIFF1進(jìn)行分割，以形成兩個(gè)不同的導(dǎo)電區(qū)。為此目的，使用了第三圖案M_ARBOR，以將高電阻性的摻雜劑敷設(shè)在孔TR的內(nèi)部。該摻雜劑最好由硼或氬(AR)制成。如圖7的平面圖所示，用兩個(gè)連續(xù)線的正方形表示第三圖案M_ARBOR，且所述正方形的內(nèi)部是平坦的。該圖案M_ARBOR沿第二軸YY’延伸。
圖8的截面圖AA’或BB’中的箭頭表示要注入硼或氬的區(qū)域。其中的灰色區(qū)域標(biāo)明了實(shí)際上存在硼或氬注入的區(qū)域。除由第三圖案M_ARBOR隱藏的表面外，在半導(dǎo)體裝置SI的整個(gè)表面上執(zhí)行了所述注入。該注入部分地覆蓋了所述孔的輪廓和底部。圖案M_ARBOR的形狀讓氬部分地淀積在孔TR的底部和側(cè)壁之內(nèi)以及與所述孔TR相鄰的襯底表面處。
更詳細(xì)地說(shuō)，在第一截面圖AA’中，在孔TR外的襯底表面處，可以看到氬已被淀積在襯底表面處，并完全覆蓋了與孔TR鄰接的襯底，而在第二截面圖BB’中，在孔TR外的襯底表面處，摻雜劑AR未淀積在第一摻雜區(qū)Z_DIFF1上，而直接淀積在靠近該區(qū)的襯底Z_HO上。
從而，所述高電阻性摻雜劑的淀積在由第一摻雜劑Z_DIFF1制成的孔中定界了兩個(gè)不同的導(dǎo)電區(qū)，而如圖8所示，這形成了兩個(gè)電極ELECT1和ELECT2。確實(shí)，孔TR底部的氬或硼注入斷開了所述晶體網(wǎng)絡(luò)的原子鍵。從而，在該部位，消除了用N+離子摻雜的硅的導(dǎo)電性。
在氬淀積后，如以上在掩模的說(shuō)明中所述，通過(guò)蝕刻，從襯底上清除了第三圖案M_ARBOR。
在第五步“氧化物淀積”中，在半導(dǎo)體裝置SI的襯底上提供了經(jīng)劃定的氧化物淀積層Z-OXI，如以下所述，在以后的階段使用所述氧化物淀積層來(lái)界定代表所述諧振器元件。
為此目的，在半導(dǎo)體裝置SI的襯底上應(yīng)用了第四個(gè)特定的經(jīng)劃定的圖案M_ONO。在圖9中，用點(diǎn)劃線表示該第四圖案，該圖案沿第二軸YY’延伸。該圖案完全覆蓋了原先第一圖案M_HL、第二圖案M_TR和第三圖案M_ARBOR所在的位置。所述氧化物淀積圖案M_ONO的內(nèi)部呈現(xiàn)允許進(jìn)行所述氧化物淀積層的開口，而其外部便為光面掩模。
該圖案的形式允許將所述氧化物淀積在整個(gè)孔TR的內(nèi)部和與孔TR鄰接的襯底表面及更遠(yuǎn)處，使得該圖案完全覆蓋低電阻區(qū)Z_HL。
圖10的截面圖AA’和BB’詳細(xì)表示氧化物淀積層Z_OXI，圖中用方格區(qū)域代表該淀積層。從圖中可以看出，氧化物Z_OXI淀積在孔TR內(nèi)的底部和側(cè)壁。
而且，從第一截面圖AA’中可以看出，在孔TR外的襯底表面上，所述氧化物淀積層在與孔TR鄰接的氬注入層上。在第二截面圖BB’中，在孔TR外的襯底表面上，氧化物Z_OXI完全覆蓋了鄰接孔TR的第一摻雜區(qū)Z_DIFF1，并且覆蓋了與第一摻雜區(qū)Z_DIFF1的該部分相鄰的氬注入層。
在第六步“第二摻雜”中，用第二種摻雜劑進(jìn)行第二次摻雜。
為此目的，在半導(dǎo)體裝置SI的襯底上設(shè)置了第五圖案M_PS。在圖11中用虛線表示第五圖案M_PS。該圖案沿半導(dǎo)體裝置SI的第一軸XX’延伸，它完全覆蓋第二圖案M_TR的原先位置并部分覆蓋第一圖案M_HL、第三圖案M_ARBOR和第四圖案M_ONO的原先位置。圖案M_PS的外部代表所述光面掩模，而其內(nèi)部代表允許注入P+離子之類的第二摻雜劑的開口。
從圖14可看出，該第二摻雜圖案M_PS留下了兩個(gè)未覆蓋其他圖案的原先位置的開口PS1和PS2，因此在后面可以在這兩個(gè)開口PS1和PS2的位置上加入若干焊接觸墊。
圖12的截面圖AA’和BB’中，詳細(xì)表示摻雜劑淀積層Z_DIFF2，加有陰影線的區(qū)域代表該淀積層。從圖中可以看出，該第二摻雜劑Z_DIFF2淀積在孔TR內(nèi)的底部和側(cè)壁。
而且，從第一截面圖AA’中可看出，在孔TR外的襯底表面上，第二摻雜劑Z_DIFF2完全覆蓋了與孔TR鄰接的氧化物淀積層Z_OXI，并覆蓋了靠近該氧化物淀積部分的氬注入層。在第二截面圖中，在孔TR外的襯底表面上，摻雜劑Z_DIFF2部分地覆蓋了與孔TR鄰接的氧化區(qū)Z_OXI。
當(dāng)然，用于第二摻雜區(qū)Z_DIFF2的第二摻雜劑也可以由N+離子構(gòu)成。在這種情況下，用于第一摻雜區(qū)Z_DIFF1的第一摻雜劑由P+離子構(gòu)成。
在第七步“清理”中，清除所述氧化物淀積層，以確定所述元件，所述元件能夠在第四步中確定的兩個(gè)電極之間振動(dòng)，從而可代表所述諧振器。例如，用氫氟酸(HF)溶液進(jìn)行所述清理。從而，如圖13所示，此時(shí)有一些空氣AIR存在于所述氧化物所處位置。
如半導(dǎo)體裝置SI的截面圖AA’和BB’所示，所述元件包括兩個(gè)部分，所述元件的第一部分M1基本與襯底的表面平行，而所述元件的第二部分M2基本與襯底的表面垂直，并能夠移動(dòng)。從第一截面圖AA’中可以看出，第一部分M1通過(guò)第二摻雜區(qū)Z_DIFF2固定在所述表面。從第二截面圖BB’中也可以看出，垂直的第二部分M2是可以自由移動(dòng)的，使得當(dāng)兩個(gè)電極ELECT1和ELECT2受到電流的激勵(lì)時(shí)，所述元件能在這些電極之間方便地振動(dòng)，且所述元件由第二摻雜區(qū)Z_DIFF2制成。
應(yīng)當(dāng)注意，如第一截面圖AA’所示，由于第二摻雜區(qū)Z_DIFF2延伸并超過(guò)了如上所述的所述元件所處的孔TR，并且超過(guò)了與孔TR鄰接的氧化物淀積層，因此，它氣密地密封了所述諧振器，從而也密封了半導(dǎo)體裝置SI的襯底。
在附加的步驟“加接觸墊”中，如圖14所示，為能施加使所述元件振動(dòng)的電流，加入了第一接觸墊CTA。因此，為所述諧振器提供了電接入。如圖15的第二截面圖BB’所示，將兩個(gè)第一接觸墊CTA沿第二軸YY’加入，且這些接觸墊與第一摻雜區(qū)Z_DIFF1接觸。該兩個(gè)接觸墊設(shè)在孔TR的兩側(cè)。
從而，為引發(fā)振動(dòng)，將交變AC和直流DC電壓施加到這兩個(gè)接觸墊CTA。得到了電容性耦合，在向兩個(gè)電極ELECT1和ELECT2饋入AC和DC電壓時(shí)，在由第一摻雜區(qū)Z_DIFF1制成的低電阻電極中可以相當(dāng)容易地流動(dòng)電流。
作為響應(yīng)，由于孔TR中的所述元件是由第二摻雜劑Z_DIFF2制成的，而該第二摻雜劑與構(gòu)成所述兩個(gè)電極的Z_DIFF1相對(duì)，因而它將以機(jī)械的方式振動(dòng)。當(dāng)所述AC電壓的信號(hào)頻率與所述振動(dòng)的頻率匹配時(shí)，所述諧振器將發(fā)生諧振。
最后，為恢復(fù)所述元件的振動(dòng)，如第一截面圖AA’所示，將其他兩個(gè)接觸墊CTB沿第一軸XX’加入，且這些接觸墊與和所述元件的第一部分M1鄰接的第二摻雜區(qū)接觸。兩個(gè)接觸墊CTB設(shè)在孔TR的兩側(cè)。
更具體地說(shuō)，如圖14所示，這些接觸墊CTB連接在第四圖案M_PS的兩個(gè)開口PS1和PS2處。通過(guò)連接到這兩個(gè)第二接觸墊CTB的放大器(未示出)，可以在這兩個(gè)第二接觸墊CTB處檢測(cè)到AC信號(hào)。
在一附加步驟中，將氧化層Z_RES加到第二摻雜區(qū)Z_DIFF2和整個(gè)襯底，以保護(hù)半導(dǎo)體裝置SI的襯底。從而，如圖15所示，孔TR被完全填滿，且所述元件的第二垂直部分M2也包括了加入的氧化層Z_RES的一部分。當(dāng)然，在該Z_RES層中第一接觸墊CTA和第二接觸墊CTB設(shè)置成使得所述層讓這些接觸墊不受約束而可自由連接。
最后，如眾所周知，在半導(dǎo)體裝置SI的襯底加了許多金屬化層和氧化層，最后的氧化層作為保護(hù)層，且為了將所述半導(dǎo)體連接到電氣外殼(electric housing)，連接了金屬引腳。應(yīng)當(dāng)注意，用所述金屬化層來(lái)連接一些接觸墊，以接入所述半導(dǎo)體的一些元件(如電阻、電感和電容)，且所述氧化層用作所述金屬化層之間的絕緣層。
應(yīng)當(dāng)注意，第二摻雜區(qū)Z_DIFF2將所述諧振器元件氣密地密封，使得盡管在襯底上加入了若干其他的層，所述元件仍能自由地移動(dòng)。
應(yīng)當(dāng)注意，可以將這種在半導(dǎo)體裝置內(nèi)制作諧振器的方法結(jié)合到制作包含不同于所述諧振器元件的集成電路的方法中。
從而，可用簡(jiǎn)單的方式制作具有優(yōu)良Q值的諧振器。確實(shí)，所述兩個(gè)電極和所述諧振器元件之間的距離非常小，從0.1至1μm(這是氧化物淀積層M_OXI的厚度)，而這提供了沒(méi)有能量損失的高效的連接。所述元件以精確的頻率機(jī)械振動(dòng)。從而，與純振動(dòng)相關(guān)的微小的電阻性損耗使得產(chǎn)生優(yōu)良的諧振頻率成為可能。已經(jīng)得知，所述Q值與電阻值成反比。
另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，在制作所述諧振器的同時(shí)，與需要另外的復(fù)雜加工步驟來(lái)氣密地密封襯底的現(xiàn)有技術(shù)相反，無(wú)需加入另外的加工步驟便可實(shí)現(xiàn)對(duì)所述諧振器從而襯底的氣密密封。確實(shí)，當(dāng)?shù)诙诫s區(qū)Z_DIFF2延伸超過(guò)孔TR時(shí)，該區(qū)保護(hù)了所述諧振器元件不受其他層的影響。
此外，由于在本發(fā)明中不需要SOI技術(shù)，因此，它不使用昂貴的半導(dǎo)體材料。從而，可以在襯底中挖出深孔，而這與現(xiàn)有技術(shù)不同，在現(xiàn)有技術(shù)中，SOI工藝的氧化物絕緣層阻止了上述加工。
第四個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，為所制作的兩個(gè)電極提供了對(duì)于半導(dǎo)體裝置的襯底的保護(hù)。確實(shí)，由于與高電阻性的襯底相比，所述電極具有較低的電阻率，因此不存在泄漏電流。所述電流流經(jīng)由所述電極代表的低電阻性通道。
第五個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，所述諧振器集成于半導(dǎo)體自身，這樣可以減小尺寸和成本，因此比采用外部的分立諧振器好。
第六個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，與基于平面工藝的半導(dǎo)體(如體聲波硅諧振器)相比，本發(fā)明的諧振器占據(jù)更少的空間，前者被水平地設(shè)置在所述半導(dǎo)體表面，以彎曲模式振動(dòng)。
最后，另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，所述諧振器的制作是在一個(gè)綜合的硅加工過(guò)程中進(jìn)行，這就是說(shuō)半導(dǎo)體和諧振器是同時(shí)制作的。確實(shí)，半導(dǎo)體裝置包括一些電容、電阻和電感。如上所述，用槽TR和第一摻雜區(qū)Z_DIFF1得到了所述電容，用第二摻雜區(qū)Z_DIFF2得到了所述電阻，并用金屬化層得到了所述電感。還可增加一些附加的擴(kuò)散層來(lái)制作有源器件，比如晶體管。
當(dāng)然，也可以將所述諧振器的制作包含在用于具有晶體管的有源半導(dǎo)體器件的硅加工過(guò)程中。
應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于前述的實(shí)施例，在不背離如后附的權(quán)利要求書規(guī)定的本發(fā)明的精神和范圍的條件下，可以對(duì)所述實(shí)施例進(jìn)行變形和修改。
不應(yīng)當(dāng)將以下的權(quán)利要求書中的任何附圖標(biāo)記理解為對(duì)本發(fā)明的限制。顯然，使用動(dòng)詞“包括(to comprise)”及其變化不排除在任何權(quán)利要求中規(guī)定的那些步驟和要素之外的任何其他步驟或要素。加在要素或步驟之前的冠詞“一”或“一個(gè)”(“a”或“an”)也不排除多個(gè)這樣的要素或步驟的存在。
權(quán)利要求
1.一種在半導(dǎo)體裝置內(nèi)制作諧振器的方法，所述半導(dǎo)體裝置包含具有相互垂直的第一軸(XX’)和第二軸(YY’)的襯底(Z_HO)，其中，所述方法包括以下步驟-在襯底(Z_HO)上蝕刻孔(TR)，-在所述孔(TR)的內(nèi)部和周圍建立用于界定第一電極的第一摻雜區(qū)(Z_DIFF1)，-將所述第一電極分割成兩個(gè)電極(ELEC1，ELEC2)，-根據(jù)特定淀積圖案(M_ONO)，將經(jīng)劃定的氧化物淀積層(Z_OXI)施加在孔(TR)的內(nèi)部和周圍，-界定將所述孔(TR)完全覆蓋的第二摻雜區(qū)(Z_DIF2)，-為界定用于形成能在兩個(gè)電極(ELEC1，ELEC2)之間振動(dòng)的諧振器元件，清除所述氧化物淀積層(Z_OXI)。
2.如權(quán)利要求1中所述的在半導(dǎo)體裝置內(nèi)制作諧振器的方法，其中，所述孔(TR)是基本與襯底表面(Z_HO)垂直的槽或孔隙。
3.如權(quán)利要求1中所述的在半導(dǎo)體裝置內(nèi)制作諧振器的方法，其中，所述襯底(Z_HO)為高電阻型，而第一摻雜區(qū)(Z_DIFF1)為低電阻型。
4.如權(quán)利要求1中所述的在半導(dǎo)體裝置內(nèi)制作諧振器的方法，其中，兩個(gè)電極(ELEC1，ELEC2)的分割通過(guò)使得氬或硼或離子注入成為可能的分割圖案(M_ARBOR)實(shí)現(xiàn)。
5.如權(quán)利要求4中所述的在半導(dǎo)體裝置內(nèi)制作諧振器的方法，其中，所述摻雜劑(AR)部分地覆蓋了孔(TR)的底部和側(cè)壁以及與所述孔(TR)鄰接的襯底表面。
6.如權(quán)利要求1中所述的在半導(dǎo)體裝置內(nèi)制作諧振器的方法，其中，所述特定淀積圖案(M_ONO)沿第二軸(YY’)延伸，所述淀積圖案(M_ONO)的內(nèi)側(cè)使所述氧化物能被淀積在整個(gè)孔(TR)的內(nèi)部和與所述孔(TR)鄰接的襯底表面及更遠(yuǎn)處。
7.如權(quán)利要求1中所述的在半導(dǎo)體裝置內(nèi)制作諧振器的方法，其中，第二摻雜區(qū)(Z_DIFF2)通過(guò)沿半導(dǎo)體(SI)的第一軸(XX’)延伸的第二摻雜圖案(M_PS)得到，所述圖案(M_PS)的內(nèi)側(cè)使第二摻雜劑能完全淀積在孔(TR)的內(nèi)部。
8.如權(quán)利要求7中所述的在半導(dǎo)體裝置內(nèi)制作諧振器的方法，其中，所述圖案(M_PS)的內(nèi)側(cè)讓第二摻雜劑完全覆蓋與孔(TR)鄰接的所述氧化物淀積層及更遠(yuǎn)處。
9.如權(quán)利要求1中所述的在半導(dǎo)體裝置內(nèi)制作諧振器的方法，其中，所述方法還包括沿第二軸(YY’)在孔(TR)的兩側(cè)加入第一接觸墊(CTA)的步驟，所述接觸墊與第一摻雜區(qū)(Z_DIFF1)接觸。
10.如權(quán)利要求1中所述的在半導(dǎo)體裝置內(nèi)制作諧振器的方法，其中，所述方法還包括沿第一軸(XX’)在孔(TR)的兩側(cè)加入第二接觸墊(CTA)的步驟，所述接觸墊與第二摻雜區(qū)(Z_DIFF2)接觸。
11.如權(quán)利要求1中所述的在半導(dǎo)體裝置內(nèi)制作諧振器的方法，其中，所述半導(dǎo)體裝置包含具有第一界定區(qū)(Z_HL)的襯底(Z_HO)，在所述第一界定區(qū)中構(gòu)建諧振器。
12.一種包含襯底(Z_HO)、第一摻雜區(qū)(Z_DIFF1)、兩個(gè)相互垂直的軸(XX ’，YY’)、與第一摻雜區(qū)(Z_DIFF1)接觸的第二摻雜區(qū)(Z_DIFF2)和諧振器的半導(dǎo)體裝置，所述諧振器由具有能在由第一摻雜區(qū)(Z_DIFF1)制成的兩個(gè)電極(ELEC1，ELEC2)之間振動(dòng)的兩個(gè)部分的元件形成，所述元件的第一部分(M1)通過(guò)第二摻雜區(qū)(Z_DIFF2)保持得與襯底的表面基本在同一平面內(nèi)，所述元件的第二部分(M2)基本垂直于襯底表面并能自由移動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及在半導(dǎo)體裝置內(nèi)制作諧振器的方法，所述半導(dǎo)體裝置包含襯底，其中，所述方法包括以下步驟在所述襯底上蝕刻孔；建立界定第一電極的第一摻雜區(qū)(Z－DIFF1)；將所述第一電極分割成兩個(gè)電極；在所述孔的內(nèi)部和周圍施加經(jīng)劃定的氧化物淀積層；界定完全覆蓋所述孔的第二摻雜區(qū)(Z－DIFF2)；除去所述氧化物淀積層，以界定用以形成能在所述兩個(gè)電極之間振動(dòng)的諧振器的元件。
文檔編號(hào)H03H3/007GK1879299SQ200480033345
公開日2006年12月13日 申請(qǐng)日期2004年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月14日
發(fā)明者P·加曼德 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司