半导体结构及其制作方法

半导体结构及其制作方法

半导体结构及其制作方法专利名称:半导体结构及其制作方法技术领域:本创造涉及半导体领域,特殊是涉及一种半导体结构及其制作方法。

背景技术:半导体是指电阻率介于金属和绝缘体之间并有负的电阻温度系数的物质。

半导体技术是以半导体为材料,制作成组件及集成电路的技术。

半导体的制程类似于盖房子,分成许多层,由下而上逐层依蓝图布局迭积而成,每一层各有不同的材料与功能。

半导体器件在制作过程中经常需要将两种不同介质制作在一起以形成某些特定结构,而两种不同介质制作在一起时必定会形成相接界面。

由于不同介质的物理性质通常不同,相接界面的两侧对应的介质所能承受的应力不同。

现有的做法是将两种介质直接平滑接触制作在一起形成相接界面,因而所制得的该半导体结构在相接界面四周的介质简单消失剥离、裂开或者断裂等问题。

微电子技术是建立在以集成电路为核心的各种半导体器件基础上的高新电子技术。

微机电系统--,是将微电子技术与机械工程融合到一起的一种工业技术,最初大量用于汽车平安气囊,而后以传感器的形式被大量应用在汽车的各个领域,随着技术的进一步进展,小体积高性能的产品增势迅猛,目前包括了集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和掌握电路、直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统,在消费电子、医疗等领域也大量消失了产品的身影。

组件是以半导体结构为基础组建起来的,一旦消失上述的半导体结构在相接界面四周的介质发生剥离、裂开或者断裂的状况,整个就可能坏掉,导致产品的报废。

创造内容为此,创造人供应了一种半导体结构及其制作方法以解决现有半导体结构中两种不同介质制作在一起所形成的相接界面四周的介质简单消失剥离、裂开或者断裂的问题,并一同解决以上述半导体结构为基础的组件因上述问题而坏掉的问题。

为解决上述问题,本创造供应的一种半导体结构,包括基底;形成于所述基底上的介质层,所述介质层包含位于第一区域的第一介质及位于其次区域的其次介质,所述第一介质包围所述其次介质并与所述其次介质相接而形成相接界面;所述第一介质和或所述其次介质内形成有爱护带。

可选的,所述爱护带与所述相接界面之间的距离为Ιομπι。

可选的,所述爱护带与所述相接界面之间的距离为520μπι。

可选的,形成在所述第一介质内的爱护带由所述其次介质的材料制成,形成在所述其次介质内的爱护带由所述第一介质的材料制成。

可选的,所述爱护带的宽度为广20μ。

可选的,所述爱护带的宽度为520μ。

可选的,所述爱护带首位相接,构成爱护环。

可选的,所述爱护带的各边为直线形、波浪线形、锯齿线形或者不规章的线形。

可选的,所述第一介质和所述其次介质均为氧化硅和碳基材料中的一种,并且两者不相同。

可选的,所述碳基材料为碳、光刻胶或者聚合物。

可选的,所述第一区域为圆形、椭圆形或者多边形,所述其次区域为圆形、椭圆形或者多边形。

可选的,所述半导体结构为组件。

本创造还供应了一种半导体结构的制作方法,包括在基底上形成第一介质;利用光刻、刻蚀技术,在第一介质内形成孔及包围所述孔的至少一道沟槽;填充其次介质于所述孔及所述沟槽内。

可选的,在所述光刻、刻蚀中,形成的沟槽为两道。

可选的,所述沟槽的宽度为20μ。

可选的,所述孔与所述沟槽之间的距离为40μ。

可选的,所述第一介质和所述其次介质均为氧化硅和碳基材料中的一种,并且两者不相同。

可选的,所述碳基材料为碳、光刻胶或者聚合物。

与现有技术相比,,可释放和消退介质在相接界面四周的应力,解决了两种介质制作在一起的半导体结构易消失介质的剥离、裂开或者断裂的问题,并一同解决了以所述半导体结构为基础的组件因所述问题而坏掉的问题。

,同时在第一介质和其次介质中形成爱护带,这样,可以同时释放和消退两个介质内部各自的内应力,使得半导体结构得到更好的爱护。

并且形成在所述第一介质内的爱护带由所述其次介质的材料制成,形成在所述其次介质内的爱护带由所述第一介质的材料制成。

这样,在制作过程中,不需要其它附加工艺即可制得相应爱护带,工艺制作简洁。

,形成波浪线形、锯齿线形或者不规章的线形的爱护带于介质中,这些外形的爱护带比通常的直线形爱护带增加了很大一段长度,这样,就有更大长度的爱护带用于释放和消退介质的内应力,使得爱护效果更佳。

图为半导体结构各区域的示意图;图2为用已有方法制作的图中的半导体结构的局部区域示意图;图3为图2中的半导体结构沿-线切开的剖示图;图4为本创造第一实施例的半导体结构的局部区域示意图5为图4中的半导体结构沿-线切开的剖示图;图6为本创造其次实施例的半导体结构的局部区域示意图;图7为本创造半导体结构的制作方法的流程示意图。

-第一区域2-其次区域3-局部区域4-第一介质41-爱护带5-其次介质51,52-爱护带6-相接界面7-基底详细实施方式为使本创造的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面对本创造的详细实施方式做具体的说明。

在以下描述中阐述了详细细节以便于充分理解本创造。

但是本创造能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施,本事域技术人员可以在不违反本创造内涵的状况下做类似推广。

因此本创造不受下面公开的详细实施方式的限制。

请参考图1,图为半导体结构的各区域示意图。

图中第一区域与其次区域2均为矩形区域,并且第一区域包围其次区域2。

第一区域和其次区域2后续将分别形成有不同的介质,由于第一区域包围其次区域2,因而在后续所形成的两种不同的介质会相接在一起。

定义局部区域3为第一区域与其次区域2的一部分,如图中的矩形虚线框所示。

需要说明的是,第一区域与其次区域2并不限定为矩形,即第一区域与其次区域2还可以是圆形、椭圆形或者其它多边形等,任何其它外形都可以形成相应的两种介质制作在一起的半导体结构,因而也落入本创造的爱护范围之内。

请参考图2,图2为局部区域3如图所示中的现有的两种介质制作在一起的半导体结构示意图。

前面提到第一区域和其次区域2分别形成有不同的介质,从图2中可详细看出,形成于第一区域内的为第一介质4,形成于其次区域2的为其次介质5。

并且,第一介质4与其次介质5相接在一起形成相接界面6。

请参考图3,图3为图2中的半导体结构沿-线切开的剖示图。

从图3上中可以看出,第一介质4与其次介质5都形成于基底7上面,第一介质4与其次介质5相接的地方形成相接界面6。

基底7可以是锗、硅或者其组合物的衬底,也可以是已形成有多层互连结构或其它结构的衬底。

如图2和图3所示的现有的两种介质做在一起的半导体结构,其中第一介质4与其次介质5直接平滑结合形成相接界面6,在相接界面6处极易消失两种介质之间发生剥离、裂开或者断裂的现象。

创造人发觉,消失上述剥离、裂开或者断裂现象的缘由在于两种介质的物理性质不同,例如两种介质的热膨胀系数、粒子原子或者分子极性、所能承受的内应力的大小不同。

这些物理性质的不同导致直接平滑结合在一起的两种介质在它们所形成的相接界面处极易发生应力的集中,而一旦应力集中超过了介质所能承受的内应力的大小,相接界面四周相应的介质就会消失剥离、裂开或者断裂的现象。

例如制作在一起的碳和氧化硅如二氧化硅,由于它们的物理性质不同,在制作完成形成相接界面后,它们在相接界面两侧各自的内应力不同。

碳的界面应力较大,因而会消失相接界面四周的碳剥离严峻的状况,从而进一步导致应用此半导体结构的组件在制作过程中坏掉。

创造人潜心讨论供应了一种半导体结构以解决上述问题。

创造人得出,对于上述问题,可实行在距相接界面肯定距离的任意一侧或者两侧的介质内设置爱护带来解决。

该爱护带的物理性质与其所在的介质的物理性质相适应,并且与另一介质的物理性质相像或者相同。

这样,该爱护带既不影响其所在介质,又可以汲取其所在介质的内应力,进而可以有效防止相接界面四周界面应力的集中,达到释放和消退界面应力的效果。

因而,增设该爱护带可以解决上述相接界面四周两边的介质简单消失剥离、裂开或者断裂的问题,也同时解决了以这种半导体结构为基础的组件由于介质消失剥离、裂开或者断裂而坏掉的问题。

本创造的上述技术方案可适用于半导体结构中,一层次上任何两种不同介质纵向交接界面间有应力的状况。

请参考图4,图4为局部区域3中本创造第一实施例的两种介质制作在一起的半导体结构示意图。

如图4所示,第一介质4与其次介质5之间仍旧形成相接界面6。

在本实施例中,由于第一介质4、其次介质5之间的应力不匹配,直接相接的话会造成器件的不稳定,甚至会消失上述的剥离、断裂等现象,因而,本创造在相接界面四周增设爱护带以作应力的缓冲、汲取。

在本实施例中,是在其次介质5中增设爱护带51。

其中爱护带51的物理性质与其次介质5的物理性质相适应,并且与第一介质4的物理性质相像或者相同。

这样,由于爱护带51的存在,可有效释放和消退在相接界面6四周的应力,防止发生剥离、裂开或者断裂的现象。

优选的,本实施例爱护带51由第一介质的材料制成,这样可使得爱护带51的制作工艺变得简洁,不需要增加额外工艺,只需要在制作整个半导体结构的过程中就可同时形成该爱护带51,并且所形成的半导体结构中爱护带51释放和消退内应力的效果好。

请参考图5,图5为图4中的半导体结构沿-线切开的剖示图。

如图5所示,第一介质4与其次介质5均形成于基底7上面,并且第一介质4与其次介质5之间形成相接界面6。

同时,爱护带51形成于其次介质5内,并沿伸在整个相接界面6的四周。

本实施例中爱护带51呈直线形,因而与直线形的相接界面6相互平行。

并且爱护带51形成于距相接界面6距离在广40μ之间的地方,此距离范围是其次介质5内应力集中的范围,爱护带51形成在这一段距离内可以有效释放和消退其次介质5的内应力。

更加优选的,在距离相接界面6为520μ的地方其次介质5的内应力最为集中,因而,将爱护带51制作在这个距离之间时,对释放和消退内应力的作用效果更好。

综合考虑爱护带51的汲取内应力的效果和工艺的要求,爱护带51的宽度可在20μ,在此宽度时,爱护带51既能够起到释放和消退应力的作用,又不影响其次介质5,并且工艺上也简单制作。

优选的,爱护带51的宽度为520μ。

需要说明的是,图中虽未示出,但是爱护带51是整个地围绕在相接界面6的四周。

假如相接界面6为闭合的外形,那么爱护带51也会相应地围绕整个相接界面6至首位相接,构成爱护环。

请参考图6,图6为局部区域3中本创造其次实施例的两种介质制作在一起的半导体结构示意图。

如图6所示,除了制作在一起的第一介质4和其次介质5以及它们之间形成的相接界面6之外,在该半导体结构中,第一介质4内还设有爱护带41,其次介质5内还设有爱护带52。

其中优选的,形成在第一介质4内的爱护带41由其次介质5的材料制成,形成在其次介质5内的爱护带52由第一介质4的材料制成,这样可使得工艺制作更为简洁,可不需要附加工艺就制作完成相应半导体结构,并且所形成的半导体结构中爱护带释放和消退内应力的效果好。

本实施例与第一实施例的结构和原理大部分相同,相同部分请参照实施例一。

本实施例与第一实施例不同之处在于,本实施例同时在第一介质4和其次介质5内设置爱护带,并且所设置的爱护带41和爱护带52为锯齿形。

同时在第一介质4和其次介质5内设置爱护带使得两种介质内部的内应力都得到释放和消退,防止两种介质消失剥离、裂开或者断裂的现象。

而锯齿形的爱护带的使得爱护带长度增加,在延长围绕整个相接界面6的时候,锯齿形爱护带比实施例一中的直线形爱护带增加了很大一段长度,这样,就有更大长度的爱护带用于释放和消退介质的内应力,爱护效果更佳。

需要说明的是,除了锯齿形外,爱护带的外形还可以是波浪形或者其它不规章线形,这些外形同样使得爱护带的长度增加,爱护效果更佳,因而这些外形的爱护带都属于本创造所爱护的范围。

需要说明的是,本实施例中第一介质4可以是氧化硅和碳基材料中的其中一种,其次介质5相应地为氧化硅和碳基材料中的另外一种,该碳基材料可以为碳、光刻胶或者聚合物等,并且第一介质4和其次介质5不同,即不为同一材质。

可知,本创造并不限制第一介质4和其次介质5为特定材质,只要是两种不同材质制作在一起就会形成相接界面,都可以利用本创造的方案来处理相接界面的应力问题。

作为一种详细的实施例,当第一介质4为碳介质,其次介质5为氧化硅介质时,优选的,爱护带41由氧化硅材料制成,爱护带52由碳材料制成。

这样,前面提到的碳在碳与氧化硅形成的相接界面四周剥离严峻的状况就可得到有效解决,整个半导体结构中碳和氧化硅稳定结合在一起。

本创造还供应了两种介质制作在一起形成具有爱护带的半导体结构的制作方法,请参考图7,该方法详细如下首先在基底上形成第一介质,可以通过磁控溅射等物理气相沉积法将靶材溅射在基底上形成第一介质。

然后利用光刻、刻蚀技术,在第一介质内形成孔及包围所述孔的至少一道沟槽。

详细地,先在上述的第一介质上形成光刻胶,再进行曝光、显影去除相应部分光刻胶形成光刻掩膜,得到形成有特定外形光刻掩膜的第一介质。

之后再对该形成有特定外形光刻掩膜的第一介质进行刻蚀,以在第一介质内刻蚀形成有孔和至少一道沟槽。

可利用干法刻蚀例如利用等离子刻蚀、高压等离子刻蚀、高密度等离子体刻蚀等干法刻蚀方式进行刻蚀,也可利用湿法刻蚀,例如利用溶液进行湿法刻蚀。

最终填充其次介质于所述孔及所述沟槽内。

可选择在完成对第一介质层的刻蚀之后,并在还未将光刻掩膜去除之前,填充其次介质于所述孔及所述沟槽内,最终才将光刻掩膜去除。

也可选择在去掉了第一介质上的光刻掩膜之后,最终进行填充工艺将其次介质填充于所述孔和所述沟槽。

详细的填充方式也可以利用磁控溅射的方式来进行,此为本事域技术人员所熟知的技术在此不再赘述。

在上述光刻、刻蚀中,优选的,在第一介质内形成两道所述沟槽。

这样,经过在形成的两道所述沟槽中填充其次介质,就可以形成在所述第一介质和其次介质中分别有一条爱护带的结构,使得制得的半导体结构具有更佳的爱护作用,不易消失剥离、裂开或者断裂的现象。

在上述光刻、刻蚀中,形成的所述孔与所述沟槽之间的距离在140μπι。

选择这个距离的缘由如前所述,是由于这个距离范围内应力集中,在这个距离范围设置沟槽之后制作爱护带可释放相应的内应力。

进一步优选地,形成的所述孔与所述沟槽之间的距离为5^20μ0缘由同样前面已经提到,这个距离范围内应力最为集中,在这个距离范围设置沟槽之后制作的爱护带释放和消退相应的内应力的效果更佳。

在上述光刻、刻蚀中,形成的所述沟槽的宽度为20μ。

将沟槽设置成此宽度一方面考虑的是工艺上是否简单实现,另一方面考虑会不会对介质本身造成影响,综合考虑,合适的宽度为120μηι。

进一步优选的,形成的所述沟槽的宽度为520μ。

在上述光刻、刻蚀中,所述第一介质可以为氧化娃和碳基材料中的一种,所述其次介质可以为氧化硅和碳基材料中的另外一种,该碳基材料可以为碳、光刻胶或者聚合物等。

当第一介质碳时,相应的,其次介质可以为氧化娃,这样,优选的,第一介质中的爱护带可以为氧化硅制成,其次介质中的爱护带可以为碳,在上述制作过程中就可制得整个半导体结构。

以上所述仅为本创造的详细实施例,目的是