本發明涉及半導體技術領域，具體而言涉及一種半導體器件及其制作方法和電子裝置。

背景技術：

隨著半導體技術的不斷發展，在傳感器(motionsensor)類產品的市場上，智能手機、集成cmos和微機電系統(mems)器件日益成為最主流、最先進的技術，并且隨著技術的更新，這類傳動傳感器產品的發展方向是規模更小的尺寸，高質量的電學性能和更低的損耗。

其中，微電子機械系統(mems)在體積、功耗、重量以及價格方面具有十分明顯的優勢，至今已經開發出多種不同的傳感器，例如壓力傳感器、加速度傳感器、慣性傳感器以及其他的傳感器。

在所述mems器件制備過程中，有一部分mems器件，需要將圖案化的底部晶圓和頂部晶圓接合并進行減薄(thinning)的工藝，當頂部晶圓(topwafer)減薄之后，然后對頂部晶圓圖案化，在圖案化過程引起頂部晶圓si脫落(peeling)缺損的現象。

因此需要對目前mems器件的制作方法作進一步的改進，以便消除上述各種弊端。

技術實現要素：

在發明內容部分中引入了一系列簡化形式的概念，這將在具體實施方式部分中進一步詳細說明。本發明的發明內容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護的技術方案的關鍵特征和必要技術特征，更不意味著試圖確定所要求保護的技術方案的保護范圍。

為了克服目前存在的問題，本發明一方面提供了一種半導體器件的制作方法，所述方法包括：

提供底部晶圓，在所述底部晶圓的正面形成有器件圖案；

提供頂部晶圓，并將所述頂部晶圓與所述底部晶圓相接合；

圖案化所述頂部晶圓，以在所述頂部晶圓上形成切割線通道，以釋放所述頂部晶圓中的應力。

可選地，所述方法還包括進一步圖案化所述頂部晶圓，以在所述頂部晶圓中形成目標圖案。

可選地，在所述底部晶圓的正面形成有若干相互間隔的凹槽，并且在所述凹槽的表面形成有氧化物層。

可選地，所述切割線通道位于所述底部晶圓中凹槽間隔的上方。

可選地，所述頂部晶圓包括絕緣體上硅。

可選地，在所述頂部晶圓接合之后形成所述切割線通道之前，還進一步包括研磨薄化所述頂部晶圓至所述絕緣體上硅中的絕緣埋層的步驟。

可選地，所述方法還進一步包括去除所述絕緣埋層的步驟。

可選地，在所述頂部晶圓上形成所述切割線通道的方法包括：

在所述頂部晶圓上形成圖案化的掩膜層；

以所述掩膜層為掩膜通過深反應離子刻蝕的方法蝕刻所述頂部晶圓，以形成所述切割線通道，露出所述底部晶圓。

本發明還提供了一種半導體器件，所述半導體器件通過權利要求1至8之一所述方法制備得到。

本發明還提供了一種電子裝置，包括上述的半導體器件。

本發明再一方面提供一種電子裝置，包括前述的半導體器件。

本發明提供了一種半導體器件的制作方法，在所述方法中在將底部晶圓和所述頂部晶圓相接合以后，圖案化所述頂部晶圓以在所述頂部晶圓上形成切割線通道，以釋放所述頂部晶圓接合中形成的應力。在釋放所述應力之后很好的解決了目前工藝中頂部晶圓容易脫落的問題。

附圖說明

本發明的下列附圖在此作為本發明的一部分用于理解本發明。附圖中示出了本發明的實施例及其描述，用來解釋本發明的原理。

附圖中：

圖1示出了根據本發明一實施方式的半導體器件的制作方法的步驟流程圖；

圖2a-2f示出了現有的一種半導體器件結構的剖面示意圖；

圖3示出了根據本發明一實施方式的電子裝置的示意圖。

具體實施方式

在下文的描述中，給出了大量具體的細節以便提供對本發明更為徹底的理解。然而，對于本領域技術人員而言顯而易見的是，本發明可以無需一個或多個這些細節而得以實施。在其他的例子中，為了避免與本發明發生混淆，對于本領域公知的一些技術特征未進行描述。

應當理解的是，本發明能夠以不同形式實施，而不應當解釋為局限于這里提出的實施例。相反地，提供這些實施例將使公開徹底和完全，并且將本發明的范圍完全地傳遞給本領域技術人員。在附圖中，為了清楚，層和區的尺寸以及相對尺寸可能被夸大。自始至終相同附圖標記表示相同的元件。

應當明白，當元件或層被稱為“在…上”、“與…相鄰”、“連接到”或“耦合到”其它元件或層時，其可以直接地在其它元件或層上、與之相鄰、連接或耦合到其它元件或層，或者可以存在居間的元件或層。相反，當元件被稱為“直接在…上”、“與…直接相鄰”、“直接連接到”或“直接耦合到”其它元件或層時，則不存在居間的元件或層。應當明白，盡管可使用術語第一、第二、第三等描述各種元件、部件、區、層和/或部分，這些元件、部件、區、層和/或部分不應當被這些術語限制。這些術語僅僅用來區分一個元件、部件、區、層或部分與另一個元件、部件、區、層或部分。因此，在不脫離本發明教導之下，下面討論的第一元件、部件、區、層或部分可表示為第二元件、部件、區、層或部分。

空間關系術語例如“在…下”、“在…下面”、“下面的”、“在…之下”、“在…之上”、“上面的”等，在這里可為了方便描述而被使用從而描述圖中所示的一個元件或特征與其它元件或特征的關系。應當明白，除了圖中所示的取向以外，空間關系術語意圖還包括使用和操作 中的器件的不同取向。例如，如果附圖中的器件翻轉，然后，描述為“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征將取向為在其它元件或特征“上”。因此，示例性術語“在…下面”和“在…下”可包括上和下兩個取向。器件可以另外地取向(旋轉90度或其它取向)并且在此使用的空間描述語相應地被解釋。

在此使用的術語的目的僅在于描述具體實施例并且不作為本發明的限制。在此使用時，單數形式的“一”、“一個”和“所述/該”也意圖包括復數形式，除非上下文清楚指出另外的方式。還應明白術語“組成”和/或“包括”，當在該說明書中使用時，確定所述特征、整數、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一個或更多其它的特征、整數、步驟、操作、元件、部件和/或組的存在或添加。在此使用時，術語“和/或”包括相關所列項目的任何及所有組合。

為了徹底理解本發明，將在下列的描述中提出詳細的結構以及步驟，以便闡釋本發明提出的技術方案。本發明的較佳實施例詳細描述如下，然而除了這些詳細描述外，本發明還可以具有其他實施方式。

本發明為了解決目前工藝中存在的問題，提供了一種半導體器件的制作方法，所述方法包括：

提供底部晶圓201，在所述底部晶圓201的正面形成有器件圖案；

提供頂部晶圓202，并將所述頂部晶圓202與所述底部晶圓201相接合；

圖案化所述頂部晶圓202，以在所述頂部晶圓上形成切割線通道，以釋放所述頂部晶圓中的應力。

其中，在所述頂部晶圓上形成所述切割線通道的方法包括：

在所述頂部晶圓上形成圖案化的掩膜層；

以所述掩膜層為掩膜選用深反應離子刻蝕的方法蝕刻所述頂部晶圓，以形成所述切割線通道，露出所述底部晶圓。

在本發明所述方法中在將底部晶圓和所述頂部晶圓相接合以后，圖案化所述頂部晶圓以在所述頂部晶圓上形成切割線通道，以釋放所述頂部晶圓接合中形成的應力。在釋放所述應力之后很好的解決了目前工藝中頂部晶圓容易脫落的問題。

實施例一

鑒于上述問題的存在，本發明提供一種半導體器件及其制作方法，下面結合圖1、圖2a至圖2f對本發明的半導體器件和制作方法做詳細說明。

其中，圖1示出了根據本發明一實施方式的半導體器件的制作方法的步驟流程圖，具體包括：

步驟s1：提供底部晶圓，在所述底部晶圓的正面形成有器件圖案；

步驟s2：提供頂部晶圓，并將所述頂部晶圓與所述底部晶圓相接合；

步驟s3：圖案化所述頂部晶圓，以在所述頂部晶圓上形成切割線通道，以釋放所述頂部晶圓中的應力。

其中，結合圖2a至圖2f對本發明的半導體器件和制作方法做詳細說明。其中，圖2a-2f示出了現有的一種半導體器件結構的剖面示意圖。

首先執行步驟一，提供底部晶圓201，在所述底部晶圓201的正面形成有器件圖案。

具體地，如圖2a所示，首先提供底部晶圓201，其中所述底部晶圓201至少包括半導體襯底，所述半導體襯底可以是以下所提到的材料中的至少一種：硅、絕緣體上硅(soi)、絕緣體上層疊硅(ssoi)、絕緣體上層疊鍺化硅(s-sigeoi)、絕緣體上鍺化硅(sigeoi)以及絕緣體上鍺(geoi)等。

在本發明中所述底部晶圓201選用裸硅。

接著圖案化所述底部晶圓201，以在所述底部晶圓201的正面形成器件圖案。

具體地，在所述底部晶圓201的正面形成有凹槽，并且在所述凹槽的表面形成有氧化物層203。

在所述底部晶圓201的正面形成凹槽圖案的方法包括但并不局限于：圖案化所述底部晶圓，以在所述底部晶圓中形成所述凹槽圖案，例如在所述底部晶圓201上形成圖案化的光刻膠層，以所述光刻膠層 為掩膜蝕刻所述底部晶圓201，以在所述底部晶圓上形成所述凹槽圖案。

其中，所述凹槽圖案的開口尺寸和深度并不局限于某一數值范圍，例如所述凹槽圖案的開口尺寸為35-50um，深度為90-110um，可選為開口尺寸為40um，深度為100um。

可選地，所述底部晶圓201的厚度為400um。

然后在所述凹槽的表面形成氧化物層203，如圖2b所示，其中，所述氧化物層的形成方法沉積方法可以選用目前工藝中常用的沉積方法，例如可以是通過化學氣相沉積(cvd)法、物理氣相沉積(pvd)法或原子層沉積(ald)法等形成的。本發明中優選原子層沉積(ald)法。

執行步驟二，提供頂部晶圓202，并將所述頂部晶圓202與所述底部晶圓201相接合。

具體地，如圖2c所示，在該步驟中所述頂部晶圓202包括絕緣體上硅。

所述絕緣體上硅從下往上依次包括支撐襯底、絕緣氧化物埋層以及半導體材料層。

其中，所述頂部晶圓202具有較大的厚度。

將所述頂部晶圓和所述底部晶圓相接合。具體地，如圖2c所示，將所述頂部晶圓202與所述底部晶圓201接合，所述鍵合方法可以選用共晶結合或者熱鍵合的方法鍵合，以形成一體的結構。

在所述接合之前，還可以包括對所述底部晶圓201進行預清洗，以提高所述底部晶圓201的接合性能。

具體地，在該步驟中以稀釋的氫氟酸dhf(其中包含hf、h2o2以及h2o)對所述底部晶圓201的表面進行預清洗，其中，所述dhf的濃度并沒嚴格限制，在本發明中優選hf:h2o2:h2o＝0.1-1.5:1:5。

另外，在執行完清洗步驟之后，所述方法還進一步包括將所述底部晶圓201進行干燥的處理。

可選地，選用異丙醇(ipa)對所述底部晶圓201進行干燥。

執行步驟三，研磨薄化所述頂部晶圓至所述絕緣體上硅中的絕緣埋層并去除所述絕緣埋層的步驟。

具體地，如圖2d所示，在該步驟中首先研磨薄化所述頂部晶圓至所述絕緣體上硅中的絕緣埋層，以露出所述絕緣埋層。

可選地，通過研磨減薄的方法打薄所述頂部晶圓，其中所述研磨減薄的參數可以選用本領域中常用的各種參數，并不局限于某一數值范圍，在此不再贅述。

然后去除所述絕緣埋層，具體地去除方法可以選用本領域常用的方法，并不局限于某一種。

執行步驟四，圖案化所述頂部晶圓202，以在所述頂部晶圓上形成切割線通道，以釋放所述頂部晶圓中的應力。

具體地，如圖2e所示，其中，所述切割線通道位于所述底部晶圓201的凹槽之間，例如位于所述凹槽間隔的上方。

在所述頂部晶圓上形成所述切割線通道的方法包括：

在所述頂部晶圓上形成圖案化的掩膜層，例如光刻膠層；

以所述掩膜層為掩膜選用深反應離子刻蝕的方法蝕刻所述頂部晶圓，以形成所述切割線通道，露出所述底部晶圓。

在該步驟中，選用深反應離子刻蝕(drie)的方法蝕刻所述頂部晶圓，在所述深反應離子刻蝕(drie)步驟中選用氣體六氟化硅(sf6)作為工藝氣體，施加射頻電源，使得六氟化硅反應進氣形成高電離，所述蝕刻步驟中控制工作壓力為20mtorr-8torr，頻功率為600w，13.5mhz，直流偏壓可以在-500v-1000v內連續控制，保證各向異性蝕刻的需要，選用深反應離子刻蝕(drie)可以保持非常高的刻蝕光阻選擇比。所述深反應離子刻蝕(drie)系統可以選擇本領常用的設備，并不局限于某一型號。

執行步驟五，圖案化所述頂部晶圓，以在所述頂部晶圓中形成目標圖案。

具體地，如圖2f所示，圖案化所述頂部晶圓，以形成開口，露出所述底部晶圓。

具體地，在所述頂部晶圓上形成圖案化的掩膜層，然后以所述掩膜層為掩膜蝕刻所述頂部晶圓，以形成尺寸較小的所述開口，所述開口具有較大的深寬比。

至此，完成了本發明實施例的半導體器件制備的相關步驟的介紹。在上述步驟之后，還可以包括其他相關步驟，此處不再贅述。并且，除了上述步驟之外，本實施例的制作方法還可以在上述各個步驟之中或不同的步驟之間包括其他步驟，這些步驟均可以通過目前工藝中的各種工藝來實現，此處不再贅述。

本發明提供了一種半導體器件的制作方法，在所述方法中在將底部晶圓和所述頂部晶圓相接合以后，圖案化所述頂部晶圓以在所述頂部晶圓上形成切割線通道，以釋放所述頂部晶圓接合中形成的應力。在釋放所述應力之后很好的解決了目前工藝中頂部晶圓容易脫落的問題。

實施例二

本發明還提供了一種半導體器件，所述半導體器件可以選用實施例一的方法制備得到。

所述半導體器件包括：

底部晶圓201；

頂部晶圓202，與所述底部晶圓201相接合；

其中，所述頂部晶圓中形成有切割線通道，以釋放所述頂部晶圓接合中形成的應力。在釋放所述應力之后很好的解決了目前工藝中頂部晶圓容易脫落的問題。

具體地，所述底部晶圓201至少包括半導體襯底，所述半導體襯底可以是以下所提到的材料中的至少一種：硅、絕緣體上硅(soi)、絕緣體上層疊硅(ssoi)、絕緣體上層疊鍺化硅(s-sigeoi)、絕緣體上鍺化硅(sigeoi)以及絕緣體上鍺(geoi)等。

在本發明中所述底部晶圓201選用裸硅。

在所述底部晶圓201的正面形成有器件圖案。

具體地，在所述底部晶圓201的正面形成有凹槽，并且在所述凹槽的表面形成有氧化物層203。

其中，所述凹槽圖案的開口尺寸和深度并不局限于某一數值范圍，例如所述凹槽圖案的開口尺寸為35-50um，深度為90-110um，可選為開口尺寸為40um，深度為100um。

可選地，所述底部晶圓201的厚度為400um。

所述頂部晶圓202包括絕緣體上硅。

所述絕緣體上硅從下往上依次包括支撐襯底、絕緣氧化物埋層以及半導體材料層。

其中，所述頂部晶圓202具有較大的厚度。

將所述頂部晶圓和所述底部晶圓相接合。具體地，將所述頂部晶圓202與所述底部晶圓201接合，所述鍵合方法可以選用共晶結合或者熱鍵合的方法鍵合，以形成一體的結構。

在所述接合之前，還可以包括對所述底部晶圓201進行預清洗，以提高所述底部晶圓201的接合性能。具體地，在該步驟中以稀釋的氫氟酸dhf(其中包含hf、h2o2以及h2o)對所述底部晶圓201的表面進行預清洗，其中，所述dhf的濃度并沒嚴格限制，在本發明中優選hf:h2o2:h2o＝0.1-1.5:1:5。

在接合之后研磨薄化所述頂部晶圓至所述絕緣體上硅中的絕緣埋層并去除所述絕緣埋層的步驟。

在所述頂部晶圓上形成有切割線通道，以釋放所述頂部晶圓中的應力。

具體地，所述切割線通道位于所述底部晶圓201的凹槽之間。

在所述頂部晶圓中形成有目標圖案。

具體地，在所述頂部晶圓上形成圖案化的掩膜層，然后以所述掩膜層為掩膜蝕刻所述頂部晶圓，以形成尺寸較小的所述開口，所述開口具有較大的深寬比。

本發明的半導體器件中在所述頂部晶圓上形成有切割線通道，以釋放所述頂部晶圓接合中形成的應力。在釋放所述應力之后很好的解決了目前工藝中頂部晶圓容易脫落的問題。

實施例三

本發明的另一個實施例提供一種電子裝置，其包括半導體器件， 該半導體器件為前述實施例二中的半導體器件，或根據實施例一所述的半導體器件的制作方法所制得的半導體器件。

該電子裝置，可以是手機、平板電腦、筆記本電腦、上網本、游戲機、電視機、vcd、dvd、導航儀、照相機、攝像機、錄音筆、mp3、mp4、psp等任何電子產品或設備，也可以是具有上述半導體器件的中間產品，例如：具有該集成電路的手機主板等。

由于包括的半導體器件具有更高的性能，該電子裝置同樣具有上述優點。

其中，圖3示出移動電話手機的示例。移動電話手機300被設置有包括在外殼301中的顯示部分302、操作按鈕303、外部連接端口304、揚聲器305、話筒306等。

其中所述移動電話手機包括前述的半導體器件，或根據實施例一所述的半導體器件的制作方法所制得的半導體器件，所述半導體器件中在所述頂部晶圓上形成有切割線通道，以釋放所述頂部晶圓接合中形成的應力。在釋放所述應力之后很好的解決了目前工藝中頂部晶圓容易脫落的問題。

本發明已經通過上述實施例進行了說明，但應當理解的是，上述實施例只是用于舉例和說明的目的，而非意在將本發明限制于所描述的實施例范圍內。此外本領域技術人員可以理解的是，本發明并不局限于上述實施例，根據本發明的教導還可以做出更多種的變型和修改，這些變型和修改均落在本發明所要求保護的范圍以內。本發明的保護范圍由附屬的權利要求書及其等效范圍所界定。