專利名稱：Mems器件及其形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微電子機(jī)械系統(tǒng)工藝，特別涉及MEMS器件及其形成方法。
背景技術(shù)：
微電子機(jī)械系統(tǒng)工藝(MEMS)作為起源于上世紀(jì)90年代的跨學(xué)科的先進(jìn)制造技術(shù)，廣泛應(yīng)用于改善人們生活質(zhì)量、提高人們生活水平和增強(qiáng)國(guó)力。微電子機(jī)械系統(tǒng)工藝具有強(qiáng)烈的多學(xué)科交叉特征，近年來，基于硅工藝已經(jīng)成為微電子機(jī)械系統(tǒng)工藝的主流，但是由于微電子機(jī)械系統(tǒng)工藝的復(fù)雜性，微電子機(jī)械系統(tǒng)工藝與半導(dǎo)體工藝的集成化一直成為微電子機(jī)械系統(tǒng)工藝發(fā)展中的制約。半導(dǎo)體工藝具有成本低、精度高、一致性好的優(yōu)點(diǎn)，為此，微電子機(jī)械系統(tǒng)工藝與半導(dǎo)體工藝的集成化不但能夠利用上述半導(dǎo)體工藝的優(yōu)點(diǎn)，還能夠解決半導(dǎo)體工藝形成的半導(dǎo)體器件的缺陷，以MOS晶體管中的柵極為例，傳統(tǒng)的柵極包括，柵介質(zhì)層；形成在柵介質(zhì)層表面的柵電極層。在公開號(hào)為1522463的中國(guó)專利文件中可以發(fā)現(xiàn)更多有關(guān)柵極的資料。但是，由于柵介質(zhì)層材料通常采用二氧化硅，而柵電極層通常采用導(dǎo)電材料，例如多晶硅或者金屬，柵電極層與柵介質(zhì)層的界面態(tài)變化通常容易導(dǎo)致漏電流的產(chǎn)生，由界面態(tài)變化產(chǎn)生的漏電流會(huì)讓晶體管無法正常工作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題是提供一種與現(xiàn)有半導(dǎo)體工藝兼容的柵極漏電流低的MEMS器件及其形成方法。為解決上述問題，本發(fā)明提供一種MEMS器件，包括半導(dǎo)體襯底；形成在半導(dǎo)體襯底內(nèi)的阱區(qū)；形成在阱區(qū)內(nèi)的源極區(qū)、漏極區(qū)和溝道區(qū)；形成在源極區(qū)、漏極區(qū)表面的隔離層；形成在溝道區(qū)表面的柵介質(zhì)層；形成在柵介質(zhì)層上方并與柵介質(zhì)層具有間隙的柵電極層，所述間隙寬度與溝道區(qū)寬度對(duì)應(yīng)?？蛇x的，所述柵電極層是單一覆層或者多層堆疊結(jié)構(gòu)?？蛇x的，所述單一覆層?xùn)烹姌O層的材料為導(dǎo)電材料。可選的，所述柵電極層結(jié)構(gòu)為金屬層、形成在金屬層表面的氧化硅層和形成在氧化硅層表面的氮化硅層的三層堆疊結(jié)構(gòu)?？蛇x的，所述隔離層是多層堆疊結(jié)構(gòu)?？蛇x的，所述隔離層包括依次形成在阱區(qū)表面的保護(hù)層、阻擋層和層間介質(zhì)層。可選的，所述保護(hù)層的材料為氧化硅?？蛇x的，所述阻擋層的材料為氮化硅?？蛇x的，所述層間介質(zhì)層材料選自未摻雜的氧化硅或者摻雜的氧化硅?？蛇x的，柵電極層的寬度與溝道區(qū)的寬度對(duì)應(yīng)。所述源極區(qū)和漏極區(qū)具有和阱區(qū)相反的導(dǎo)電類型。本發(fā)明還提供一種MEMS器件形成方法，包括提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成有阱區(qū)，所述阱區(qū)內(nèi)形成有源極區(qū)、漏極區(qū)和溝道區(qū)；在所述半導(dǎo)體襯底表面形成隔離層；在隔離層內(nèi)形成開口，所述開口暴露出溝道區(qū)和與溝道區(qū)相鄰的部分源極區(qū)、漏極區(qū)；在所述開口底部形成柵介質(zhì)層；形成填平所述開口的填充層；在所述層間介質(zhì)層、填充層表面形成柵電極層；去除填充層，使柵電極層與柵介質(zhì)層形成間隙?？蛇x的，所述柵電極層的形成步驟包括在所述層間介質(zhì)層、填充層表面形成一層?xùn)烹姌O薄膜；在所述柵電極薄膜表面形成與柵電極層對(duì)應(yīng)的光刻膠圖形；以所述光刻膠圖形為掩膜，刻蝕所述柵電極薄膜形成柵電極層?？蛇x的，所述柵電極層暴露出部分填充層?？蛇x的，所述柵電極層是單一覆層或者多層堆疊結(jié)構(gòu)。可選的，所述單一覆層?xùn)烹姌O層的材料為導(dǎo)電材料?？蛇x的，所述電極層結(jié)構(gòu)為金屬層、形成在金屬層表面的氧化硅層和形成在氧化硅層表面的氮化硅層的三層堆疊結(jié)構(gòu)?？蛇x的，柵電極層的寬度與溝道區(qū)的寬度對(duì)應(yīng)。可選的，填充層的材料選用與柵電極層和柵介質(zhì)層具有選擇性去除特性的材料。本發(fā)明提供的一種MEMS器件及其形成方法，其中MEMS器件的形成方法與傳統(tǒng)半導(dǎo)體形成工藝兼容，不需要重新研發(fā)新型材料和新的制備工藝，且制備的MEMS器件柵電極層與柵介質(zhì)層具有空隙，并不直接接觸，避免了界面態(tài)變化導(dǎo)致的漏電流產(chǎn)生，發(fā)明提供的 MEMS器件耐壓性能高，柵電極漏電流低。


通過附圖中所示的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的更具體說明，本發(fā)明的上述及其它目的、特征和優(yōu)勢(shì)將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同的部分。并未刻意按實(shí)際尺寸等比例縮放繪制附圖，重點(diǎn)在于示出本發(fā)明的主旨。圖1為MEMS器件一實(shí)施例的剖面示意圖；圖2為MEMS器件一實(shí)施例的俯視圖；圖3為本發(fā)明MEMS器件形成方法的一實(shí)施例流程圖；圖4至圖11為本發(fā)明MEMS器件形成方法的一實(shí)施例過程示意圖。
具體實(shí)施例方式由背景技術(shù)可知，現(xiàn)有的柵極結(jié)構(gòu)包括柵介質(zhì)層和形成在柵介質(zhì)層表面的柵 電極層，由于柵介質(zhì)層和柵電極層材料不同從而形成的漏電流會(huì)讓晶體管無法正常工作。為此，本發(fā)明的發(fā)明人提供一種MEMS器件及其形成方法，形成的MEMS器件包括與柵介質(zhì)層有間隙的柵電極層，通過靜電吸附作用控柵電極層吸附至柵介質(zhì)層或者懸浮在柵介質(zhì)層上空，從而控制MEMS器件開或者關(guān)，避免半導(dǎo)體器件中柵電極層與柵介質(zhì)層漏電流，并且本發(fā)明提供的MEMS器件及其形成方法能夠與半導(dǎo)體工藝兼容，避免昂貴的半導(dǎo)體新工藝研發(fā)。以下依 據(jù)附圖詳細(xì)地描述具體實(shí)施例，上述的目的和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)將更加清楚。本發(fā)明提供一種MEMS器件，參考圖1，圖1為MEMS器件一實(shí)施例的剖面示意圖， 包括半導(dǎo)體襯底100 ；形成在半導(dǎo)體襯底100內(nèi)的阱區(qū)110 ；形成在阱區(qū)110內(nèi)的源極區(qū) 111、漏極區(qū)112和溝道區(qū)113 ；形成在源極區(qū)111、漏極區(qū)112表面的隔離層，所述隔離層可以是單一覆層或者多層堆疊結(jié)構(gòu)，當(dāng)隔離層為單一覆層時(shí)，隔離層材料為介電材料；所述隔離層為多層堆疊結(jié)構(gòu)時(shí)，包括保護(hù)層120、形成在保護(hù)層120表面的阻擋層130、和形成在阻擋層130表面的層間介質(zhì)層140 ；本實(shí)施例中以所述隔離層為多層堆疊結(jié)構(gòu)為例。本發(fā)明提供的MEMS器件還包括形成在層間介質(zhì)層140內(nèi)并暴露出阱區(qū)110的開口 121 ；形成在開口 121底部的柵介質(zhì)層150 ；位于柵介質(zhì)層150上方并與柵介質(zhì)層150之間具有間隙的柵電極層170，所述間隙的寬度與溝道區(qū)113寬度對(duì)應(yīng)。為方便理解本發(fā)明提供的MEMS器件，請(qǐng)參考圖2，圖2為MEMS器件一實(shí)施例的俯視圖，圖1為圖2沿a-a’方向的剖面示意圖，從圖2中可以發(fā)現(xiàn)柵電極層170部分位于層間介質(zhì)層140表面，從而與柵介質(zhì)層150具有間隙，需要說明的是，所述柵介質(zhì)層150被開口 121和柵電極層170覆蓋，在圖2上未能示出。具體的，所述半導(dǎo)體襯底100可以為η型硅襯底、ρ型硅襯底或者絕緣層上的硅襯底(SOI)。所述阱區(qū)110具有第一導(dǎo)電類型，所述第一導(dǎo)電類型可以為η型或者P型，下面以第一導(dǎo)電類型為P型、第二導(dǎo)電類型為η型為例，做示范性說明，所述阱區(qū)的形成方法為現(xiàn)有的離子注入工藝形成。所述源極區(qū)111和漏極區(qū)112具有和阱區(qū)110相反的導(dǎo)電類型，為第二導(dǎo)電類型， 所述源極區(qū)111和漏極區(qū)112的形成工藝可以參考MOS晶體的形成工藝，為現(xiàn)有的離子注入工藝形成，當(dāng)源極區(qū)111和漏極區(qū)112形成后，溝道區(qū)113為源極區(qū)111和漏極區(qū)112之間的阱區(qū)，導(dǎo)電類型為第一導(dǎo)電類型。所述保護(hù)層120的材料選自氧化硅，所述阻擋層130的材料選自氮化硅，層間介質(zhì)層140材料選自未摻雜的氧化硅或者摻雜的氧化硅(BPSG、PSG或者BSG)，所述保護(hù)層120、 阻擋層130和層間介質(zhì)層140的形成工藝為現(xiàn)有的沉積工藝，例如化學(xué)氣相沉積；所述保護(hù)層120、阻擋層130和層間介質(zhì)層140構(gòu)成隔離層。所述開口 121的形成工藝為刻蝕工藝，柵介質(zhì)層150的材料為氧化硅，形成工藝為化學(xué)氣相沉積，在本實(shí)施例中，由于柵介質(zhì)層150沉積在開口 121底部，在沉積柵介質(zhì)層150 時(shí)，開口 121的側(cè)壁和層間介質(zhì)層140表面也會(huì)形成有氧化硅層，位于開口 121側(cè)壁和層間介質(zhì)層140表面的氧化硅層可以通過去除工藝去除或者為了節(jié)約工藝而保留，在本實(shí)施例中，所述氧化硅層予以保留，以節(jié)約工藝步驟。所述柵電極層170可以是單一覆層也可以是多層堆疊結(jié)構(gòu)，當(dāng)柵電極層170為單一覆層時(shí)，所述柵電極層170為導(dǎo)電材料，例如多晶硅、 摻雜多晶硅、鋁、銅、銀或者金。較優(yōu)選的柵電極層170結(jié)構(gòu)為金屬層、形成在金屬層表面的氧化硅層和形成在氧化硅層表面的氮化硅層的三層堆疊結(jié)構(gòu)，優(yōu)選的三層堆疊結(jié)構(gòu)能夠提高金屬層的抗疲勞特性，提高M(jìn)EMS器件的壽命。還需要說明的是，柵電極層170的寬度dl要比溝道區(qū)113的寬度d2，當(dāng)MEMS器件處于開啟狀態(tài)時(shí)，可以保證溝道區(qū)113形成導(dǎo)通溝道。在 本實(shí)施例中，可以通過對(duì)柵電極層170施加一開啟電壓，所述開啟電壓可以施加于另設(shè)的導(dǎo)電插塞(未圖示)上，所述導(dǎo)電插塞可以設(shè)置于位于層間介質(zhì)層140表面的柵電極層170上方，與柵電極層170的金屬層相連，當(dāng)柵電極層170施加開啟電壓后，柵介質(zhì)層150會(huì)因?yàn)殪o電感應(yīng)而帶有與柵電極層170相反的電荷，柵介質(zhì)層150與柵電極層170 互相吸引，使得柵電極層170形變與柵介質(zhì)層150接觸，使得柵電極層170與柵介質(zhì)層150 電勢(shì)相同，開啟溝道區(qū)113，從而MEMS器件開啟；當(dāng)柵電極層170移除開啟電壓，柵電極層 170和柵介質(zhì)層150帶同種電荷相斥，柵電極層170恢復(fù)初始心態(tài)與柵介質(zhì)層150相隔，從而MEMS器件關(guān)閉。需要指出的是，為了使得MEMS器件正常工作，較優(yōu)選的工藝參數(shù)為所述開口 121 的面積為0. 01 μ m2 25 μ m2，所述隔離層厚度為為0. 2 μ m 1 μ m，柵電極層170厚度為 500埃 5000埃(柵電極層170具體的取值還和溝道區(qū)113的寬度有關(guān))，上述的工藝參數(shù)能夠保證MEMS器件，柵電極層170不會(huì)斷裂。圖3為本發(fā)明MEMS器件形成方法的一實(shí)施例流程圖，包括步驟S101，提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成有阱區(qū)，所述阱區(qū)內(nèi)形成有源極區(qū)、漏極區(qū)和溝道區(qū)；在所述半導(dǎo)體襯底表面形成隔離層，所述隔離層包括保護(hù)層、阻擋層和層間介質(zhì)層；所述層間介質(zhì)層內(nèi)形成有貫穿保護(hù)層、阻擋層并位于源極區(qū)表面的第一金屬插塞和貫穿保護(hù)層、阻擋層并位于漏極區(qū)表面第二金屬插塞；步驟S102，在隔離層內(nèi)形成開口，所述開口暴露出溝道區(qū)和與溝道區(qū)相鄰的部分源極區(qū)、漏極區(qū)；步驟S103，在所述開口底部形成柵介質(zhì)層；步驟S104，在柵介質(zhì)層表面形成填充所述開口的填充層；步驟S105，平坦化所述填充層直至暴露出層間介質(zhì)層；步驟S106，在所述層間介質(zhì)層、填充層表面形成柵電極層；步驟S107， 去除填充層。下面參照附圖，對(duì)上述MEMS器件形成方法加以詳細(xì)闡述。首先參照?qǐng)D4，執(zhí)行步驟S101，提供半導(dǎo)體襯底100，所述半導(dǎo)體襯底100可以為η 型硅襯底、P型硅襯底或者絕緣層上的硅襯底(SOI)，在本實(shí)施例中以P型硅襯底為例做示范性說明。所述半導(dǎo)體襯底100內(nèi)形成有阱區(qū)110，所述阱區(qū)的離子類型可以為η型或者ρ 型，在本實(shí)施例中以所述阱區(qū)Iio為η型為例。所述阱區(qū)110的形成工藝為現(xiàn)有的離子注入，所述離子注入的類型為η型，需要指出的是，當(dāng)半導(dǎo)體襯底100的離子類型為ρ型時(shí)，阱區(qū)110的離子類型也為ρ型時(shí)，可以直接執(zhí)行下一工藝；當(dāng)半導(dǎo)體襯底100的離子類型為ρ 型時(shí)，阱區(qū)110的離子類型為η型時(shí)，可以采用離子注入工藝在半導(dǎo)體襯底100注入η型離子形成η型阱區(qū)。在形成阱區(qū)110后，還可以參考標(biāo)準(zhǔn)的MOS晶體管形成工藝，在阱區(qū)110表面形成一層犧牲氧化層，然后對(duì)阱區(qū)Iio進(jìn)行離子注入工藝，所述離子注入工藝用于調(diào)整MEMS器件的開啟電壓，在離子注入工藝后再去除犧牲氧化層。參考圖4，所述阱區(qū)110內(nèi)形成有源極區(qū)111、漏極區(qū)112和溝道區(qū)113 ；所述源極區(qū)111、漏極區(qū)112和溝道區(qū)113通過在源極區(qū)111和漏極區(qū)112內(nèi)進(jìn)行離子注入，所述源極區(qū)111和漏極區(qū)112的離子注入類型與阱區(qū)110的離子類型相反，位于源極區(qū)111和漏極區(qū)112之間的阱區(qū)為溝道區(qū)113。
繼續(xù)參考圖4，在半 導(dǎo)體襯底100表面依次形成保護(hù)層120、阻擋層130和層間介質(zhì)層140，所述保護(hù)層120、阻擋層130和層間介質(zhì)層140構(gòu)成隔離層，在其他的實(shí)施例中， 所述隔離層也可以為單一的覆層，當(dāng)隔離層為單一覆層時(shí)，隔離層材料選自介電材料。所述保護(hù)層120材料為氧化硅，所述保護(hù)層120用于保護(hù)半導(dǎo)體襯底100，避免半導(dǎo)體襯底100在后續(xù)的等離子體刻蝕中受到損傷；所述阻擋層130材料為氮化硅，所述阻擋層130作為刻蝕工藝的停止層，避免刻蝕工藝過刻蝕損傷半導(dǎo)體襯底100 ；所述層間介質(zhì)層 140材料為氧化硅、摻磷的氧化硅、摻硼磷的氧化硅，所述層間介質(zhì)層140保護(hù)隔離源極區(qū) 111、漏極區(qū)112、溝道區(qū)113和半導(dǎo)體襯底100，以及為后續(xù)形成的層間金屬層提供平臺(tái)。依舊參考圖4，所述層間介質(zhì)層140內(nèi)形成有貫穿保護(hù)層120、阻擋層130并與源極區(qū)111導(dǎo)通的第一金屬插塞Illa和貫穿保護(hù)層120、阻擋層130并與漏極區(qū)112導(dǎo)通的第二金屬插塞112a。所述第一金屬插塞11 Ia和第二金屬插塞112a的形成工藝為在層間介質(zhì)層140表面形成與第一金屬插塞Illa和第二金屬插塞112a對(duì)應(yīng)光刻膠圖形；以所述光刻膠圖形為掩膜，刻蝕所述層間介質(zhì)層140直至暴露出源極區(qū)111表面和漏極區(qū)112表面，形成接觸孔 (未圖示)；去除光刻膠圖形；采用導(dǎo)電物質(zhì)填充所述接觸孔，形成第一金屬插塞Illa和第二金屬插塞112a。為了避免所述導(dǎo)電物質(zhì)向?qū)娱g介質(zhì)層140內(nèi)擴(kuò)散，在填充導(dǎo)電物質(zhì)之前， 可以采用Ti/TiN或者Ta/TaN在接觸孔側(cè)壁和底部形成一層緩沖層。參考圖5，如步驟S102所述，在隔離層內(nèi)形成開口 121，所述開口 121暴露出溝道區(qū)113和與溝道區(qū)113相鄰的部分源極區(qū)111、漏極區(qū)112。所述形成開口 121的通過等離子體刻蝕工藝形成，具體形成開口 121的步驟包括 在所述層間介質(zhì)層140表面形成與開口 121對(duì)應(yīng)的光刻膠圖形；以所述光刻膠圖形為掩膜， 刻蝕所述層間介質(zhì)層140、保護(hù)層120和阻擋層130，直至暴露出溝道區(qū)113和與溝道區(qū)113 相鄰的部分源極區(qū)111、漏極區(qū)112，形成開口 121。參考圖6，如步驟S103所述，在所述開口 121底部形成柵介質(zhì)層150。所述柵介質(zhì)層150的材料可以為氧化硅，所述柵介質(zhì)層的形成工藝為化學(xué)氣相沉積，需要指出的是，由于形成工藝為沉積工藝，開口 121的側(cè)壁以及層間介質(zhì)層140表面也會(huì)形成有氧化硅層，所述開口 121的側(cè)壁以及層間介質(zhì)層140表面的氧化硅層可以通過額外的去除工藝去除也可以保留，在本實(shí)施例中，所述開口 121的側(cè)壁以及層間介質(zhì)層140表面的氧化硅層予以保留，以節(jié)約工藝步驟。參考圖7，如步驟S104所述，在柵介質(zhì)層150表面形成填充所述開口 121的填充層 160。所述填充層160為后續(xù)形成的柵電極層提供支撐平臺(tái)，且所述填充層160的材料選用與柵電極層和柵介質(zhì)層具有選擇性去除特性的材料。參考圖8，如步驟S105所述，平坦化所述填充層160直至暴露出層間介質(zhì)層140。由之前步驟可知，填充所述開口 121后，填充層160的表面會(huì)凹凸不平，為保證后續(xù)柵電極層的形成質(zhì)量，需要采用平坦化工藝平坦化所述填充層160并去除部分的氧化硅層，直至暴露出層間介質(zhì)層140，所述平坦化工藝可以選用現(xiàn)有的化學(xué)機(jī)械拋光工藝，在這里不再贅述。參考圖9，如步驟S106所述，在所述層間介質(zhì)層140、填充層160表面形成柵電極層 170。 所述柵電極層170可以是單一覆層也可以是多層堆疊結(jié)構(gòu)，當(dāng)柵電極層170為單一覆層時(shí)，柵電極層170材料為導(dǎo)電材料，例如多晶硅、摻雜多晶硅、鋁、銅、銀或者金。較優(yōu)選的柵電極層170結(jié)構(gòu)為金屬層、形成在金屬層表面的氧化硅層和形成在氧化硅層表面的氮化硅層的三層堆疊結(jié)構(gòu)，優(yōu)選的三層堆疊結(jié)構(gòu)能夠提高金屬層的抗疲勞特性，提高M(jìn)EMS器件的壽命。所述柵電極層170的形成步驟包括在所述層間介質(zhì)層140、填充層160表面形成一層?xùn)烹姌O薄膜(未圖示)；在所述柵電極薄膜表面形成與柵電極層對(duì)應(yīng)的光刻膠圖形；以所述光刻膠圖形為掩膜，刻蝕所述柵電極薄膜形成柵電極層170。為進(jìn)一步理解本發(fā)明，請(qǐng)參考圖10，圖10為形成柵電極層170后的俯視圖，圖9為圖10沿b-b’方向的剖面示意圖，需要說明的是，從圖9中觀察，在本步驟中形成的柵電極層170位于填充層160表面并暴露部分填充層160，但從圖10中可以發(fā)現(xiàn)，所述柵電極層 170有部分位于層間介質(zhì)層140表面，類似于懸浮橋狀，與柵介質(zhì)層150間隔有填充層160。參考圖11，如步驟S107所述，去除填充層160。所述去除填充層160的工藝為選擇性腐蝕去除，將器件放置于選擇性去除填充層 160的腐蝕溶液中，腐蝕溶液沿柵電極層170暴露出的填充層160腐蝕，直至去除填充層 160。去除填充層160后，所述柵電極層170位于柵介質(zhì)層150上方并與柵介質(zhì)層150 之間具有空隙，需要說明的是，柵電極層170的寬度dl要比溝道區(qū)113的寬度d2大，當(dāng)本發(fā)明提供的MEMS器件在開啟狀態(tài)，能夠使得溝道區(qū)113導(dǎo)通。本發(fā)明提供的一種MEMS器件及其形成方法，其中MEMS器件的形成方法與傳統(tǒng)半導(dǎo)體形成工藝兼容，不需要重新研發(fā)新型材料和新的制備工藝，制備的MEMS器件耐壓性能高，柵電極漏電流低。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種MEMS器件，其特征在于，包括 半導(dǎo)體襯底；形成在半導(dǎo)體襯底內(nèi)的阱區(qū)； 形成在阱區(qū)內(nèi)的源極區(qū)、漏極區(qū)和溝道區(qū)； 形成在源極區(qū)、漏極區(qū)表面的隔離層； 形成在溝道區(qū)表面的柵介質(zhì)層；形成在柵介質(zhì)層上方并與柵介質(zhì)層具有間隙的柵電極層，所述間隙寬度與溝道區(qū)對(duì)應(yīng)。
2.如權(quán)利要求1所述的MEMS器件，其特征在于，所述柵電極層是單一覆層或者多層堆疊結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求2所述的MEMS器件，其特征在于，所述單一覆層?xùn)烹姌O層的材料為導(dǎo)電材料。
4.如權(quán)利要求2所述的MEMS器件，其特征在于，所述柵電極層結(jié)構(gòu)為金屬層、形成在金屬層表面的氧化硅層和形成在氧化硅層表面的氮化硅層的三層堆疊結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求1所述的MEMS器件，其特征在于，所述隔離層是單一覆層或者多層堆疊結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求5所述的MEMS器件，其特征在于，所述隔離層包括依次形成在阱區(qū)表面的保護(hù)層、阻擋層和層間介質(zhì)層。
7.如權(quán)利要求6所述的MEMS器件，其特征在于，所述保護(hù)層的材料為氧化硅。
8.如權(quán)利要求6所述的MEMS器件，其特征在于，所述阻擋層的材料為氮化硅。
9.如權(quán)利要求6所述的MEMS器件，其特征在于，所述層間介質(zhì)層材料為未摻雜的氧化硅或者摻雜的氧化硅。
10.如權(quán)利要求1所述的MEMS器件，其特征在于，柵電極層的寬度與溝道區(qū)的寬度對(duì)應(yīng)。
11.如權(quán)利要求1所述的MEMS器件，其特征在于，所述源極區(qū)和漏極區(qū)具有和阱區(qū)相反的導(dǎo)電類型。
12.—種如權(quán)利要求1所述的MEMS器件的形成方法，其特征在于，包括提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成有阱區(qū)，所述阱區(qū)內(nèi)形成有源極區(qū)、漏極區(qū)和溝道區(qū)；在所述半導(dǎo)體襯底表面形成隔離層；在隔離層內(nèi)形成開口，所述開口暴露出溝道區(qū)和與溝道區(qū)相鄰的部分源極區(qū)、漏極區(qū)；在所述開口底部形成柵介質(zhì)層； 形成填平所述開口的填充層； 在所述層間介質(zhì)層、填充層表面形成柵電極層； 去除填充層，使柵電極層與柵介質(zhì)層形成間隙。
13.如權(quán)利要求12所述的MEMS器件的形成方法，其特征在于，所述柵電極層的形成步驟包括在所述層間介質(zhì)層、填充層表面形成一層?xùn)烹姌O薄膜；在所述柵電極薄膜表面形成與柵電極層對(duì)應(yīng)的光刻膠圖形；以所述光刻膠圖形為掩膜，刻蝕所述柵電極薄膜形成柵電極層。
14.如權(quán)利要求12所述的MEMS器件的形成方法，其特征在于，所述柵電極層暴露出部分填充層。
15.如權(quán)利要求12所述的MEMS器件的形成方法，其特征在于，所述柵電極層是單一覆層或者多層堆疊結(jié)構(gòu)。
16.如權(quán)利要求12所述的MEMS器件的形成方法，其特征在于，所述單一覆層?xùn)烹姌O層的材料為導(dǎo)電材料。
17.如權(quán)利要求15所述的MEMS器件，其特征在于，所述電極層結(jié)構(gòu)為金屬層、形成在金屬層表面的氧化硅層和形成在氧化硅層表面的氮化硅層的三層堆疊結(jié)構(gòu)。
18.如權(quán)利要求12所述的MEMS器件，其特征在于，柵電極層的寬度與溝道區(qū)的寬度對(duì)應(yīng)。
19.如權(quán)利要求12所述的MEMS器件的形成方法，其特征在于，填充層的材料選用與柵電極層和柵介質(zhì)層具有選擇性去除特性的材料。
全文摘要
一種MEMS器件及其形成方法，其中MEMS器件包括半導(dǎo)體襯底；形成在半導(dǎo)體襯底內(nèi)的阱區(qū)；形成在阱區(qū)內(nèi)的源極區(qū)、漏極區(qū)和溝道區(qū)；形成在源極區(qū)、漏極區(qū)表面的隔離層；形成在溝道區(qū)表面的柵介質(zhì)層；形成在柵介質(zhì)層上方并與柵介質(zhì)層具有間隙的柵電極層，所述間隙寬度與溝道區(qū)對(duì)應(yīng)。本發(fā)明提供MEMS器件的形成方法與傳統(tǒng)半導(dǎo)體形成工藝兼容，不需要重新研發(fā)新型材料和新的制備工藝，制備的MEMS器件耐壓性能高，柵電極漏電流低。
文檔編號(hào)B81C1/00GK102198925SQ20101013570
公開日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2010年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月25日
發(fā)明者毛劍宏, 韓鳳芹 申請(qǐng)人:江蘇麗恒電子有限公司