包括限定空隙的材料的电子器件及其形成方法技术

技术编号:14061032 阅读:105 留言:0更新日期:2016-11-27 17:38
本发明专利技术涉及包括限定空隙的材料的电子器件及其形成方法。一种电子器件包括一个或多个沟槽,所述沟槽包括限定一个或多个空隙的材料。在一个实施例中,衬底限定沟槽,所述沟槽具有第一部分和与所述第一部分侧向相邻的第二部分,其中所述第一部分具有第一宽度,所述第二部分具有第二宽度,并且所述第一宽度大于所述第二宽度。所述材料在所述第一部分内的预定位置限定第一空隙并在所述第二部分内具有缝。在另一个实施例中,所述衬底限定沟槽,并且所述材料在所述沟槽内的预定位置限定间隔开的空隙。一种形成所述电子器件的方法可包括:图案化衬底以限定沟槽,以及在所述沟槽内沉积材料,其中所述沉积的材料限定空隙。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及电子器件和形成电子器件方法,并且具体地讲,涉及包括限定空隙的材料的电子器件及其形成方法
技术介绍
蚀刻工具和蚀刻化学的最新进展使得可以以相对高的深宽比形成深的沟槽。这样的进展使得可以形成穿过硅的通孔、电容器、同轴连接器等。例如,US 8492260和US 8981533示出了一些示例性结构。对应于US 8981533中的图16的图1示出了同轴连接器。具体地讲,图1包括围绕内部导体140的同轴导电构件142的图示。内部导体140内通常包括S形结构特征154、绝缘层162和导电材料144。需要在深沟槽和在深沟槽内形成的材料方面的进一步改进。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面,提供了一种电子器件,该电子器件包括:衬底,该衬底限定第一沟槽,该第一沟槽具有第一部分和与第一部分侧向相邻的第二部分,其中第一部分具有第一宽度,第二部分具有第二宽度,并且第一宽度大于第二宽度;以及第一材料,该第一材料在第一沟槽的第一部分内的预定位置限定第一空隙并在第一沟槽的第二部分内具有缝。在一个实施例中,该电子器件还包括第一沟槽的侧壁与第一材料之间的绝缘层,其中第一材料为导电材料。在另一个实施例中,该电子器件还包括第二材料,其中衬底限定第二沟槽,并且第二材料设置在第二沟槽内,其中第一材料和第二材料中的每一者均为导电材料。在又一个实施例中,第一沟槽和第二沟槽中的一个的深度在所述第一沟槽和第二沟槽中的另一个的深度的80%至120%的范围内。根据本专利技术的另一方面,提供了一种电子器件,该电子器件包括:限定沟槽的衬底,和在沟槽内的预定位置限定间隔开的空隙的材料。根据本专利技术的又一方面,提供了一种形成电子器件的方法,该方法包括:在衬底上方形成掩蔽层,其中掩蔽层限定第一开口,该第一开口包括具有第一宽度的第一部分和具有第二宽度的第二部分,其中第一宽度大于第二宽度;图案化衬底以限定第一沟槽,该第一沟槽具有对应于掩蔽层的第一开口的第一部分和第二部分的第一部分和第二部分,其中,在图案化过程中,与使用具有对应于第二宽度的均匀宽度的不同掩模相比,第一沟槽的第一部分允许蚀刻剂气体更容易到达第一沟槽底部处或附近的位置,以及允许蚀刻产物气体更容易从第一沟槽底部处或附近的位置移除,或允许这两种情况;以及在第一沟槽内沉积材料。在一个实施例中,沉积材料以在第一沟槽内限定第一空隙,并且该材料在第二部分内具有缝。在另一个实施例中,该方法还包括用封盖材料对第一空隙封盖,其中封盖使用沉积-蚀刻-沉积技术进行。在又一个实施例中,掩蔽层限定第二开口,其中第一开口侧向围绕第二开口;图案化衬底以进一步限定围绕第一沟槽的第二沟槽;该方法还包括在沉积导电材料前沿着第一沟槽和第二沟槽的侧壁形成绝缘层;以及执行材料沉积以使得材料沉积在第二沟槽中,其中该材料为导电的。在另一个实施例中,执行在第一沟槽内的材料沉积以使得与使用具有对应于第二宽度的均匀宽度的不同掩模相比,沟槽的第一部分允许:沉积材料更容易到达第一沟槽底部处或附近的位置;沉积蚀刻剂更容易到达第一沟槽底部处或附近的位置;沉积产物气体更容易从第一沟槽底部处或附近的位置移除;或它们的任意组合。附图说明在附图中以举例说明的方式示出实施例,而实施例并不受限于附图。图1包括同轴导体的顶视图的图示。(现有技术)图2包括类似于图1中所示的结构的剖视图的扫描电子显微镜显微照片。图3包括具有长空隙和剥离的同心导体的顶视图的扫描电子显微镜显微照片。图4包括根据一个实施例的工件的一部分的图示,该工件包括具有更宽部分的沟槽和在沟槽内的材料,该材料在沟槽的更宽部分内限定空隙。图5包括根据另一个实施例的工件的一部分的图示,该工件包括具有更宽部分的沟槽和在沟槽内的材料,该材料在沟槽的更宽部分内限定空隙。图6包括根据另一个实施例的工件的一部分的图示,该工件包括具有更宽部分的沟槽和在沟槽内的材料,该材料在沟槽的更宽部分内限定空隙。图7包括沟槽和沟槽内的材料的顶视图的扫描电子显微镜显微照片,其中材料在沟槽的更宽部分内限定空隙。图8包括工件的一部分的剖视图的图示,该工件包括衬底、垫层、停止层和图案化掩蔽层。图9包括蚀刻穿过垫层和停止层并在衬底内限定沟槽后图8的工件的剖视图的图示。图10包括在沟槽内形成绝缘层、将沟槽填充上材料并从停止层上方移除一部分材料后图9的工件的剖视图的图示。图11包括在对沟槽内的空隙封盖后图10的工件的剖视图的图示。技术人员认识到附图中的元件为了简明起见而示出,而未必按比例绘制。例如,附图中一些元件的尺寸可以相对于其他元件放大,以有助于理解本专利技术的实施例。具体实施方式提供以下与附图相结合的说明以帮助理解本文所公开的教导。以下讨论将着重于该教导的具体实现方式和实施例。提供该着重点以帮助描述所述教导,而不应被解释为对所述教导的范围或适用性的限制。然而,基于如本申请中所公开的教导,可以采用其他实施例。术语“纵横比”旨在表示沟槽或开口的深度除以这样的沟槽或开口的宽度。除非明确地另外指明,否则沟槽或开口的纵横比是深度除以沟槽
或开口的最窄宽度,其中这样的最窄宽度靠近沟槽或开口的顶部进行测量。如果将沟槽或开口顶部的边角倒圆,则这样的倒圆边角不用于测定纵横比。术语“侧向尺寸”旨在表示沿着平行于衬底主表面的平面的尺寸。因此,侧向尺寸可从结构特征诸如沟槽、沟槽内的空隙等的顶视图中测定。当结构特征为圆形时,侧向尺寸为直径。对于多边形形状,侧向尺寸为长度和宽度,其中长度大于宽度。长度可沿着直线、沿着曲线、沿着蛇线路径等。术语“包含”、“含有”、“包括”、“具有”或其任何其他变化形式旨在涵盖非排他性的包括。例如,包括一系列特征的方法、制品或设备不一定仅限于那些特征,而是可以包括未明确列出的或该方法、制品或设备固有的其他特征。另外,除非相反地明确规定,否则“或”是指包括性的或,而非排他性的或。例如,条件A或B由以下任一者满足:A为真(或存在)而B为假(或不存在),A为假(或不存在)而B为真(或存在),以及A和B均为真(或存在)。另外,使用“一”或“一种”来描述本文所述的元件和部件。这仅仅是为了方便,并给出本专利技术的范围的一般含义。该描述应被视为包括一个(种)、至少一个(种),或单数形式也包括复数形式,反之亦然,除非明确有相反的含义。例如,当本文描述单项时,可以使用多于一项来代替单项。类似地,在本文描述多于一项的情况下,可用单项替代所述多于一项。除非另外定义,否则本文所用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属领域的技术人员通常理解的含义相同的含义。材料、方法和例子仅为示例性的,而无意进行限制。在本文未描述的情况下,关于具体材料和加工动作的许多细节是常规的,并可在半导体和电子领域中的教科书和其他来源中找到。本专利技术人已发现,在一些应用中,形成沟槽和填充沟槽可能具有相当大的挑战性。图2包括类似于图1中所示的结构的剖视图的扫描电子显微镜(SEM)显微照片。导体242可以是侧向围绕n-轴连接器的内部导体或一部分的隔离区。图2还包括大致呈S形的结构特征254和导电材料244的多个部分。如图2中可以看出的是,导体242所处的沟槽的深度明显浅于
导电材料244所处的沟槽的深度。尺寸246可以为11微米或甚至更大或为较浅沟槽深度的至少25%。因此,当导电材料24本文档来自技高网
...
包括限定空隙的材料的电子器件及其形成方法

【技术保护点】
一种电子器件,所述电子器件包括:衬底,所述衬底限定第一沟槽,所述第一沟槽具有第一部分和与所述第一部分侧向相邻的第二部分,其中所述第一部分具有第一宽度,所述第二部分具有第二宽度,并且所述第一宽度大于所述第二宽度;以及第一材料,所述第一材料在所述第一沟槽的所述第一部分内的预定位置限定第一空隙并在所述第一沟槽的所述第二部分内具有缝。

【技术特征摘要】
2015.05.15 US 14/713,6031.一种电子器件,所述电子器件包括:衬底,所述衬底限定第一沟槽,所述第一沟槽具有第一部分和与所述第一部分侧向相邻的第二部分,其中所述第一部分具有第一宽度,所述第二部分具有第二宽度,并且所述第一宽度大于所述第二宽度;以及第一材料,所述第一材料在所述第一沟槽的所述第一部分内的预定位置限定第一空隙并在所述第一沟槽的所述第二部分内具有缝。2.根据权利要求1所述的电子器件,还包括在所述第一沟槽的侧壁与所述第一材料之间的绝缘层,其中所述第一材料为导电材料。3.根据权利要求1所述的电子器件,还包括第二材料,其中所述衬底限定第二沟槽,并且所述第二材料设置在所述第二沟槽内,其中所述第一材料和第二材料中的每一者均为导电材料。4.根据权利要求3所述的电子器件,其中所述第一沟槽和第二沟槽中的一个的深度在所述第一沟槽和第二沟槽中的另一个的深度的80%至120%的范围内。5.一种电子器件,所述电子器件包括:衬底,所述衬底限定沟槽;以及材料,所述材料在所述沟槽内的预定位置限定间隔开的空隙。6.一种形成电子器件的方法,所述方法包括:在衬底上方形成掩蔽层,其中所述掩蔽层限定第一开口,所述第一开口包括具有第一宽度的第一部分和具有第二宽度的第二部分,其中所述第一宽度大于所述第二宽度;图案化所述衬底以限定第一沟槽,所述第一沟槽具有对应于所述掩蔽层的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:G·格里维纳M·汤马森S·G·亨特
申请(专利权)人:半导体元件工业有限责任公司
类型:发明
国别省市:美国;US

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1