本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，具體地，為一種鍥形形狀薄膜的制備方法。

背景技術(shù)：

在ic、mems等半導(dǎo)體器件的生產(chǎn)加工過(guò)程中，往往需要在某種圖形化后的薄膜材料上淀積別的薄膜材料。采用一般常用的圖形化方法制備該薄膜材料，其邊緣往往呈現(xiàn)九十度的直角，在該邊緣位置淀積別的薄膜材料時(shí)，容易引起新淀積的薄膜材料出現(xiàn)裂紋，薄膜缺陷極大的影響了器件的性能及可靠性。最典型的例子如在制備薄膜體聲波諧振器的過(guò)程中，在沉積完薄膜體聲波諧振器的下電極薄膜后會(huì)對(duì)其進(jìn)行圖形化以形成下電極，然后再在圖形化后的下電極上生長(zhǎng)壓電薄膜。由于采用一般常用的方法圖形化后的下電極邊緣一般是直角，在此邊緣，壓電薄膜無(wú)法沿著需要的與基片表面垂直的方向生長(zhǎng)，由此會(huì)造成這部分的壓電薄膜性能不好，甚至?xí)纬闪鸭y，大大影響了諧振器的性能和esd可靠性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提出了一種鍥形形狀薄膜的制備方法。通過(guò)對(duì)一般常用的圖形化方法進(jìn)行修正，能夠制備得到邊緣為鍥形形狀的薄膜，其鍥形角度可在0-90度范圍內(nèi)靈活調(diào)整。在具有較小鍥形角度的薄膜上淀積新的薄膜材料，新的薄膜材料將不會(huì)出現(xiàn)裂紋等情況，大大提高了器件的性能及可靠性。具體地，本發(fā)明的方案如下：

一種鍥形形狀薄膜的制備方法，包括以下步驟：

沉積第一薄膜層，所述第一薄膜層用于形成鍥形形狀薄膜；

沉積第二薄膜層，所述第二薄膜層用于所述第一薄膜層的圖形化掩膜層；

在所述第二薄膜層上旋涂光刻膠層，并圖形化所述光刻膠層和所述第二薄膜層，形成用于所述第一薄膜層的圖形化掩膜層；所述掩膜層包括圖形化的第二薄膜層及光刻膠層，所述圖形化的第二薄膜層的邊緣部分在所述光刻膠層下方包括凹進(jìn)區(qū)域；

圖形化所述第一薄膜層，形成鍥形形狀薄膜。

進(jìn)一步地，所述第一薄膜層的厚度為h0，所述圖形化的第二薄膜層的邊緣部分相對(duì)于所述光刻膠的邊緣區(qū)域的凹進(jìn)長(zhǎng)度為a，所述鍥形形狀的鍥形角度θ≈actan(h0/a)。

進(jìn)一步地，還包括去除所述圖形化的光刻膠層及所述第二薄膜層的步驟。

進(jìn)一步地，還包括在所述鍥形形狀薄膜上形成其它結(jié)構(gòu)的步驟。

進(jìn)一步地，所述第二薄膜層的邊緣部分相對(duì)于所述光刻膠的邊緣區(qū)域的凹進(jìn)是由于腐蝕液在所述光刻膠下方的側(cè)向鉆蝕所形成。

進(jìn)一步地，所述長(zhǎng)度a由對(duì)所述第二薄膜層的腐蝕時(shí)間t所控制。

進(jìn)一步地，所述圖形化所述第一薄膜層包括腐蝕第一薄膜層的步驟。

進(jìn)一步地，所述腐蝕第一薄膜層的步驟中，所述第一薄膜層在所述凹進(jìn)區(qū)域的腐蝕速率大于所述第二薄膜層作掩膜的區(qū)域的腐蝕速率、而小于外部沒有掩膜做保護(hù)的區(qū)域的腐蝕速率，且自外向內(nèi)腐蝕速率逐漸降低，從而最終形成鍥形結(jié)構(gòu)。

此外，本發(fā)明還公開一種半導(dǎo)體器件，包括本發(fā)明所制備的鍥形結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，所述半導(dǎo)體器件包括薄膜體聲波諧振器。

本發(fā)明通過(guò)形成具有鍥形結(jié)構(gòu)的底層薄膜，由此在具有較小鍥形角度的薄膜上淀積新的薄膜材料，新的薄膜材料將不會(huì)出現(xiàn)裂紋等情況，大大提高了器件的性能及可靠性。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明其中一實(shí)施例的一種鍥形形狀薄膜的制備流程；

圖2為采用一般常用方法圖形化后的薄膜形貌；

圖3為采用一般常用方法圖形化后的薄膜實(shí)物照片；

圖4為采用本發(fā)明的方法圖形化后的薄膜實(shí)物照片；

圖5為采用本發(fā)明的方法圖形化得到薄膜的鍥形角度與腐蝕時(shí)間的關(guān)系圖。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

實(shí)施例1

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的一種鍥形形狀薄膜的制備工藝流程圖，該制備流程包括：

(a)準(zhǔn)備單面或雙面拋光的硅片100，其中拋光面向上，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)清洗。如圖1(a)所示。

(b)在硅片100上沉積薄膜200，例如薄膜200為mo；其厚度為h0，例如為470nm。如圖1(b)所示。

(c)在薄膜200上沉積薄膜300，例如薄膜300為a1；其厚度為h1，例如為160nm。如圖1(c)所示。

(d)在薄膜300上均勻甩上光刻膠400，其厚度為h2，例如為1um。如圖1(d)所示。

(e)對(duì)該光刻膠進(jìn)行光刻顯影，形成所需要的圖形形貌。如圖1(e)所示。

(f)在前述光刻膠400的保護(hù)下，對(duì)薄膜300進(jìn)行腐蝕，例如采用40度恒溫下的85％磷酸對(duì)al進(jìn)行腐蝕，控制腐蝕時(shí)間t。由于腐蝕液對(duì)300腐蝕時(shí)，在前述光刻膠下會(huì)有部分側(cè)向鉆蝕使得最終300(al)薄膜邊緣處側(cè)向過(guò)腐蝕長(zhǎng)度為a，側(cè)向區(qū)域?yàn)?11。如圖1(f)所示。

(g)在前述光刻膠400和薄膜300的保護(hù)下，對(duì)薄膜200進(jìn)行腐蝕。例如采用常溫下h3op5(濃度為85％)：hno3(濃度為65-68％)＝100：3的溶液對(duì)薄膜200薄膜進(jìn)行腐蝕。如圖1(g)所示。在側(cè)向區(qū)域111中，光刻膠和薄膜200形成長(zhǎng)度為a的通道，在腐蝕過(guò)程中，腐蝕液可少量進(jìn)入此通道對(duì)薄膜200進(jìn)行腐蝕。111區(qū)域的腐蝕速率大于有薄膜300做掩膜的區(qū)域的腐蝕速率，而小于外部沒有掩膜做保護(hù)的區(qū)域的腐蝕速率，且自外向內(nèi)腐蝕速率逐漸降低，從而最終形成鍥型結(jié)構(gòu)。此時(shí)，所需要的鍥形角度θ≈actan(h0/a)，而a可以簡(jiǎn)單通過(guò)前述腐蝕a1的時(shí)間t進(jìn)行控制。

(h)去除光刻膠400。如圖1(h)所示。

(i)去除薄膜300，例如去除al。如圖1(i)所示。

(j)沉積薄膜500，例如aln薄膜。通過(guò)前述方法控制鍥形角度θ，可以有效控制aln薄膜在薄膜200邊緣位置的生長(zhǎng)情況，提高aln薄膜在薄膜200邊緣位置的生長(zhǎng)質(zhì)量，減小aln薄膜在薄膜200邊緣位置出現(xiàn)裂紋情況的可能性。如圖1(j)所示。

圖2為采用一般常用方法對(duì)下層薄膜進(jìn)行圖形化后再沉積一層新的薄膜的薄膜形貌，由于一般常用方法對(duì)下層薄膜進(jìn)行圖形化后，該薄膜的邊緣往往是90度左右的直角，在此位置沉積一層新的薄膜往往會(huì)出現(xiàn)裂紋。圖3為采用一般常用方法對(duì)下電極mo進(jìn)行圖形化后再沉積aln薄膜的實(shí)物照片，可以很清楚地看到在mo電極邊緣位置，沉積的aln薄膜出現(xiàn)了裂紋。

圖4為采用本發(fā)明的方案對(duì)mo薄膜進(jìn)行圖形化后沉積aln薄膜的實(shí)物照片。保持其余條件不變，左邊的腐蝕時(shí)間t為10分鐘，右邊的腐蝕時(shí)間t為19分鐘?？梢院芮宄乜吹剿纬傻膍o電極的邊緣鍥形角度分別為60度和9度。說(shuō)明為獲得不同的鍥形角度，僅需要簡(jiǎn)單控制腐蝕時(shí)間t即可。

圖5為采用本發(fā)明方案對(duì)mo薄膜進(jìn)行圖形化所獲得的鍥形角度與腐蝕時(shí)間t的關(guān)系。通過(guò)模型的擬合可以進(jìn)一步得到鍥形角度θ與腐蝕時(shí)間t的函數(shù)關(guān)系表達(dá)式：(1)當(dāng)時(shí)間小于等于13分鐘時(shí)：θ＝-16*t+220；(2)當(dāng)時(shí)間大于13分鐘時(shí)：θ＝-0.9*t+25。

實(shí)施例2

本發(fā)明還提出一種薄膜體聲波諧振器，包括實(shí)施例1形成的鍥形結(jié)構(gòu)，比如在襯底上形成空腔，在空腔上形成鍥形結(jié)構(gòu)的底電極，在底電極上進(jìn)一步沉積壓電材料層、頂電極。由于在鍥形結(jié)構(gòu)上制備壓電材料層、頂電極層，有效避免了后續(xù)生長(zhǎng)的薄膜層中出現(xiàn)裂紋等缺陷，大大提高了器件的性能及可靠性。

最后所應(yīng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍。