半导体器件及其制造方法 |
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申请号 | CN200810185754.3 | 申请日 | 2008-12-10 | 公开(公告)号 | CN101459157B | 公开(公告)日 | 2011-03-30 |
申请人 | 东部高科股份有限公司; | 发明人 | 郑恩洙; | ||||
摘要 | 本 发明 实施例 涉及一种 半导体 器件及其制造方法。根据本发明实施例,半导体器件可以包括与半导体衬底相隔预定间隔的金属膜,在该金属膜中形成有多个 刻蚀 孔。可以提供底部金属图样和顶部金属图样,其 中底 部金属图样布置在半导体衬底和金属膜之间的间隔上和/或上方,而顶部金属图样形成在底部金属图样上和/或上方。可以在半导体衬底上和/或上方形成支柱,该支柱可以 支撑 底部金属图样的下部表面的一侧。可以在半导体衬底上和/或上方形成 衬垫 ,并且可以在底部金属图样和衬垫之间插入与底部金属图样相对应的空气层。根据本发明实施例,可以提供热释电 开关 晶体管,该热释电开关晶体管使用了具有不同 热膨胀 系数的双金属。 | ||||||
权利要求 | 1.一种半导体器件,包括: |
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说明书全文 | 半导体器件及其制造方法技术领域背景技术[0003] 信息和通讯技术已经迅速增长,诸如电脑等的信息媒介也变得更加普及。因此,半导体装置得到日益地发展。另外,从功能方面来看,半导体器件也更加高度集成。因此,已经研究和开发了多种方法用来减小在衬底上和/或上方形成的单个器件的特征尺寸,以及用来最大化器件的性能。 [0004] 用于制造半导体器件的相关技术方法可以根据隧道效应(tunneling effect)利用电子的迁移来制造具有导通和截止功能的开关晶体管。然而,这样的方法可能需要许多工艺步骤,这样可能降低产量(yield)。 发明内容[0005] 本发明实施例涉及一种半导体器件及其制造方法。本发明实施例涉及一种具有开关功能的半导体器件及其制造方法。本发明实施例涉及一种半导体器件及其制造方法,其中该半导体器件可以具有使用双金属(bi-metal)的热释电开关晶体管(pyro-electric switchtransistor)。 [0006] 根据本发明实施例,一种半导体器件可以包括下述之中的至少一个:金属膜,以预定的间隔与半导体衬底隔开,并且在该金属膜中可以形成多个刻蚀孔(etching hole);底部金属图样(bottom metalpattern)和顶部金属图样(top metal pattern),其中底部金属图样布置在半导体衬底和金属膜之间相隔的间隔上和/或上方,而顶部金属图样形成在底部金属图样上和/或上方;支柱(pillar),形成在半导体衬底上和/或上方,该支柱支撑底部金属图样的下部表面的一侧;衬垫(pad),形成在半导体衬底上和/或上方,在该衬垫和底部金属图样之间插入有与底部金属图样相对应的空气层(air layer)。 [0007] 根据本发明实施例,一种制造半导体器件的方法可以包括下述中的至少一个:在半导体衬底上和/或上方形成衬垫;形成具有孔的第一介电膜,该第一介电膜覆盖衬垫;通过在第一介电膜上和/或上方顺序地形成并且图样化底部金属膜和顶部金属膜,来分别形成底部金属图样、顶部金属图样以及在孔内形成支柱,底部金属图样和顶部金属图样的一侧可以连接至支柱,其中底部金属膜和顶部金属膜间隙填充了孔并且具有不同的热膨胀系数;在第一介电膜上和/或上方形成第二介电膜以覆盖底部金属图样和顶部金属图样;在第二介电膜上和/或上方形成金属膜,其中在该金属膜中形成有刻蚀孔;经由刻蚀孔来渗透刻蚀液体,从而去除第一介电膜和第二介电膜。附图说明 [0008] 实例图1至图9是示出了根据本发明实施例的半导体器件以及制造半导体器件的方法的横截面图。 具体实施方式[0009] 实例图1至图9是示出了根据本发明实施例的半导体器件以及制造半导体器件的方法的横截面图。 [0010] 参照实例图1,可以沉积和图样化金属膜,并且该金属膜可以在半导体衬底100上和/或上方形成衬垫110。在热释电晶体管的双金属结构中,如果衬垫110接触振动式驱动体(vibration type drivingbody),可以依据摩擦来考虑损耗,从而测定衬垫110的厚度。金属膜可以包括Co、Mo、Ta、W、Ti、Ni、Al、Cu、Pt、Au及其合金之中的至少一种。 [0011] 参照实例图2,可以在半导体衬底100上和/或上方形成第一介电膜115,其中在该半导体衬底100上和/或上方可以形成有衬垫110。可以通过化学气相沉积(CVD)法来形成第一介电膜115,其中第一介电膜115可以是低温氧化物(low temperature oxide)(LTO)膜。可以在第一介电膜115中形成孔115a,其中可以在孔115a处形成振动式驱动体的支柱。 [0012] 参照实例图3,可以填充孔115a。因此,可以在第一介电膜115上和/或上方形成底部金属膜,并可以在该底部金属膜上和/或上方形成顶部金属膜。可以在第一介电膜115上和/或上方形成具有足够厚度的底部金属膜。可以在底部金属膜上和/或上方形成顶部金属膜,其中可以通过化学机械抛光(CMP)来抛光底部金属膜且然后可以平坦化该底部金属膜。 [0013] 底部金属膜和顶部金属膜可以由各金属膜制成,其中各金属膜可以具有不同的热膨胀系数。根据本发明实施例。顶部金属膜的热膨胀系数可以大于底部金属膜的热膨胀系数。 [0015] 底部金属图样121可以连接至孔115a内的支柱121a。可以通过支柱121a来支撑底部金属图样121和顶部金属图样122。形成的具有底部金属图样121和顶部金属图样122的振动式驱动体可以为悬臂结构(cantilever structure)。 [0016] 参照实例图4,可以在部分顶部金属图样122上和/或上方形成第一接触电极(first contact electrode)131。第一接触电极131可以将电流施加至振动式驱动体。由于热膨胀系数的不同,将电流施加至振动式驱动体可以使得振动式驱动体弯曲,这样可以使得振动式驱动体接触衬垫110。 [0017] 可以在与孔115a内形成的支柱121a相对应的位置处形成第一接触电极131。底部金属图样121和顶部金属图样122可以连接至支柱121a且可以向外凸出。当施加电流时,底部金属图样121和顶部金属图样122可以弯曲。如果底部金属图样121和顶部金属图样122弯曲,则它们可以接触衬垫110。当在弯曲位置(bendinglocation)上和/或上方形成第一接触电极131时,底部金属图样121和顶部金属图样122可以不弯曲。第一接触电极131可以包括Co、Mo、Ta、W、Ti、Ni、Al、Cu、Pt、Au及其合金之中的至少一种。 [0018] 参照实例图5,可以在第一介电膜115上和/或上方形成第二介电膜125,其中在该第一介电膜115上和/或上方可以形成有振动式驱动体和第一接触电极131。第二介电膜125可以是低温氧化物(LTO)膜,且可以通过化学气相沉积(CVD)法来形成该第二介电膜125。根据本发明实施例,通道孔(via hole)125a可以暴露部分第一接触电极131且可以形成在第二介电膜125中。 [0019] 根据本发明实施例,当形成通道孔125a时,可以形成深通道孔,而该深通道孔可以穿透第一介电膜115和第二介电膜125,且可以电连接至在半导体衬底100上和/或上方形成的衬垫110。当形成深通道孔时,第一接触电极131可以起到刻蚀停止膜(etch stopfilm)的作用,其中可以经由通道孔125a来暴露该第一接触电极131。从而,可以刻蚀部分所暴露的第一接触电极131。根据本发明实施例,也可以在第一接触电极131的顶部上和/或上方形成分离的刻蚀停止膜。 [0020] 参照实例图6,通过在第二介电膜125上和/或上方形成和图样化金属膜132a,可以形成第二接触电极132,且该第二接触电极132可以埋在通道孔125a内。根据本发明实施例,可以在金属膜132a中形成多个刻蚀孔132b,且该多个刻蚀孔132b可以与第二接触电极132隔开,其中多个刻蚀孔132b可以暴露第二介电膜125。 [0021] 参照实例图7,可以实施湿法刻蚀工艺(wet etching process)。根据本发明实施例,可以将刻蚀液体提供至刻蚀孔132b中,其中刻蚀孔132b可以形成在金属膜132a中。将刻蚀液体提供至刻蚀孔132b中可以去除内侧中的第一介电膜115和第二介电膜125。 [0022] 可以在半导体衬底100上和/或上方形成振动式驱动体,其中振动式驱动体可以连接至支柱121a,并且可以横向凸出。通过在振动式驱动体周围形成空气层,振动式驱动体可以弯曲。这样可以使得振动式驱动体接触衬垫110。 [0023] 参照实例图8,可以在金属膜132a上和/或上方形成第三介电膜140,其中在该金属膜132a中可以形成有刻蚀孔132b。第三介电膜140可以覆盖在金属膜132a中形成的多个刻蚀孔132b。根据本发明实施例,接触孔140a可以暴露第二接触电极132,并且可以通过图样化第三介电膜140来形成该接触孔140a。 [0024] 参照实例图9,可以在第三介电膜140上和/或上方形成并图样化金属膜,其中在该第三介电膜140中可以形成有接触孔140a。这样可以形成金属导线(metal wire)133。根据本发明实施例,金属导线133可以接触第二接触电极132。金属导线133可以包括Co、Mo、Ta、W、Ti、Ni、Al、Cu、Pt、Au及其合金之中的至少一种。 [0025] 从而,可以在第三介电膜140上和/或上方形成金属导线133,且金属导线133可以连接至隔开的金属图样,其中该隔开的金属图样可以形成在接触孔140a内。根据本发明实施例,在第三介电膜140上和/或上方形成的金属导线133和在接触孔140a内形成的金属导线133可以通过被掩埋在接触孔140a内来整体地形成。 [0026] 根据本发明实施例,如果经由金属导线133、第二接触电极132和第一接触电极131将电流施加至振动式驱动体的热释电开关晶体管,则底部金属图样121和顶部金属图样122可以弯曲,其中底部金属图样121和顶部金属图样122可以具有不同的热膨胀系数。 根据本发明实施例,底部金属图样121可以接触衬垫110,从而可以导电。根据本发明实施例,如果没有施加电流,弯曲的底部金属图样121可以回到其原始位置,且可以不再接触衬垫110。这样可以控制开关晶体管的导通和截止功能。 [0027] 根据本发明实施例,一种半导体器件及其制造方法可以提供使用具有不同热膨胀系数的双金属的热释电开关晶体管。通过简单的工艺,可以很容易地制造这样的晶体管,这样可以提高产量。根据本发明实施例,可以提供具有新结构以缩短过程的晶体管。这样可以降低制造成本。 |