半导体结构及其形成方法技术

本发明专利技术提供一种半导体结构及其形成方法，其中，所述半导体结构包括：衬底，所述衬底包括单元区，所述单元区包括器件区、保护区和隔离区，所述保护区包围所述器件区，所述隔离区包围所述保护区和器件区；位于所述衬底器件区的器件结构；位于所述保护区衬底上的保护环结构；位于所述隔离区衬底上的隔离结构；位于所述保护环结构、器件结构和隔离结构上的钝化层，所述隔离区钝化层中具有沟槽。所述沟槽能够防止所述钝化层暴露出所述保护环结构，从而能够减小外界空气腐蚀保护环结构，进而改善半导体结构的性能。

Semiconductor Structure and Its Formation Method

The invention provides a semiconductor structure and a forming method thereof, in which the semiconductor structure comprises a substrate comprising a unit area comprising a device area, a protection area and an isolation area, the protection area enclosing the device area, the isolation area enclosing the protection area and the device area, the device structure located in the substrate device area, and the device structure located in the protection area. A protective ring structure on the substrate; an isolation structure on the substrate of the isolation region; a passivation layer on the protective ring structure, device structure and isolation structure; and a groove in the passivation layer of the isolation region. The groove can prevent the passivation layer from exposing the protective ring structure, thereby reducing the external air corrosion protective ring structure, thereby improving the performance of the semiconductor structure.

【技术实现步骤摘要】
半导体结构及其形成方法
本专利技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种半导体结构及其形成方法。
技术介绍
随着半导体技术的不断发展，集成电路的尺寸逐渐减小，器件结构的性能不断提高。在半导体技术中，形成半导体结构的方法包括：提供晶圆，所述晶圆包括多个功能区，以及位于相邻功能区之间的切割道；在功能区中形成芯片，所述芯片中具有器件结构；形成芯片之后，通过对切割道进行切割，使芯片分离；对切割道进行切割之后，对所述芯片进行封装。为了在切割的过程中，减小切割应力对器件结构的影响，切割之前，形成芯片的步骤还包括：在切割道和器件结构之间的功能区中形成保护环，所述保护环包括保护介质层和位于所述保护介质层中的金属层。然而，现有的半导体结构的形成方法容易影响所述保护环的性能。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种半导体结构及其形成方法，能够改善半导体结构性能。为解决上述问题，本专利技术技术方案提供一种半导体结构的形成方法，包括：衬底，所述衬底包括单元区，所述单元区包括器件区、保护区和隔离区，所述保护区包围所述器件区，所述隔离区包围所述保护区和器件区；位于所述衬底器件区的器件结构；位于所述保护区衬底上的保护环结构；位于所述隔离区衬底上的隔离结构；位于所述保护环结构、器件结构和隔离结构上的钝化层，所述隔离区钝化层中具有沟槽。可选的，所述沟槽中具有缓冲层，所述缓冲层的机械强度大于所述隔离结构的机械强度。可选的，所述隔离结构的材料为氧化硅、氮化硅或氮氧化硅。可选的，所述缓冲层的材料为有机聚合物。可选的，所述缓冲层的材料为有机聚合物的材料为有机光阻或有机抗反射层。可选的，所述缓冲层还位于所述钝化层上。可选的，所述保护环结构包括多个层叠设置的保护单元；所述保护单元包括：位于所述保护区衬底上的保护介质层，位于所述保护介质层中的保护插塞和位于所述保护插塞上的保护金属层。可选的，所述保护介质层的材料为氧化硅、氮氧化硅或氮化硅；所述保护插塞和所述保护金属层的材料为铝或铜。可选的，所述保护环结构包括：第一保护环和第二保护环，所述第二保护环位于所述第一保护环和所述隔离区之间；所述钝化层包括：位于所述第一保护环、第二保护环和隔离结构上的第一钝化层，所述第一保护环上的第一钝化层中具有顶层金属；位于所述顶层金属和第一钝化层上的第二钝化层。可选的，所述第一钝化层和第二钝化层的材料为氮化硅、氧化硅或氮氧化硅；所述顶层金属的材料为铝。可选的，所述衬底包括多个单元区；相邻单元区之间具有切割道区，所述切割道区衬底上具有切割结构，所述切割结构包括切割介质层和位于所述切割介质层中的切割金属层。可选的，所述切割结构的材料为氧化硅、氮化硅或氮氧化硅。可选的，所述沟槽贯穿所述钝化层，且延伸至所述隔离结构中。可选的，所述隔离结构和钝化层厚度之和与所述沟槽的深度之比值为9～11。相应的，本专利技术技术方案还提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供衬底，所述衬底包括单元区，所述单元区包括器件区、保护区和隔离区，所述保护区包围所述器件区，所述隔离区包围所述保护区和器件区；在所述器件区衬底上形成器件结构；在所述保护区衬底上形成保护环结构；在所述隔离区衬底上形成隔离结构；在所述保护环结构、器件结构和隔离结构上形成钝化层；在隔离区钝化层中形成沟槽。可选的，所述沟道贯穿所述隔离区钝化层，并延伸至所述隔离结构中；形成所述沟槽的步骤包括：对所述隔离区钝化层和隔离结构进行刻蚀，形成所述沟槽。可选的，还包括：在所述沟槽中形成缓冲层，所述缓冲层的机械强度大于所述隔离结构的机械强度。可选的，所述缓冲层的材料为有机聚合物；形成所述缓冲层的步骤包括：在所述沟槽中形成前驱体；对所述前驱体进行固化处理，形成所述缓冲层。可选的，形成所述前驱体的工艺包括旋涂工艺。可选的，所述衬底包括多个单元区，相邻单元区之间具有切割道区；所述形成方法还包括：在所述切割道区衬底上形成切割结构；形成所述沟槽之后，沿所述切割道区切割所述切割结构和衬底。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：本专利技术技术方案提供的半导体结构中，所述隔离区钝化层中具有沟槽。当所述隔离区钝化层受到外力作用时，隔离区钝化层中产生应力，所述沟槽能够隔离应力，抑制应力传递至保护区钝化层中，从而能够减小外力对所述保护区钝化层的影响，抑制保护区钝化层损坏。因此，所述沟槽能够防止所述钝化层暴露出所述保护环结构，从而能够减小外界空气腐蚀保护环结构，进而改善半导体结构的性能。进一步，所述沟槽中具有缓冲层，所述缓冲层的机械强度大于所述隔离结构的机械强度，当所述隔离区隔离结构和缓冲层受到外力作用时，所述缓冲层不容易受损，从而能够保护所述保护区钝化层，抑制保护区钝化层开裂。进一步，所述隔离结构和钝化层的厚度之和与所述沟槽的深度之比值为9～11。所述隔离结构和钝化层的厚度之和与所述沟槽的深度之比值小于11，能够使所述沟槽减小外力对所述保护区钝化层的损伤；所述隔离结构和钝化层的厚度之和与所述沟槽的深度之比值大于9，则所述沟槽底部隔离结构和钝化层的厚度较大，从而能够抑制所述半导体结构在所述沟槽处沿垂直于所述衬底表面的方向上发生断裂。本专利技术技术方案提供的半导体结构的形成方法中，在所述隔离区钝化层中形成沟槽。所述沟槽贯穿所述钝化层，则当所述隔离区钝化层受到外力作用时，所述沟槽能够抑制应力在所述钝化层中的传播，从而抑制保护区钝化层损坏。因此，所述沟槽能够防止所述钝化层暴露出所述保护环结构，从而能够改善半导体结构性能。进一步，形成所述沟槽之后，沿所述切割道区切割所述切割结构和衬底。在切割所述切割结构和衬底的过程中，所述沟槽能够抑制切割应力在所述钝化层中的传播，从而能够抑制保护区钝化层开裂。进一步，所述缓冲层的材料为有机聚合物，形成所述有机聚合物的前驱体具有一定的流动性，能够充分填充所述沟槽，从而能够增加所述缓冲层对保护区钝化层的保护，进而改善所形成半导体结构的性能。附图说明图1是一种半导体结构的形成方法的结构示意图；图2至图8是本专利技术半导体结构的形成方法一实施例各步骤的结构示意图。具体实施方式半导体结构存在诸多问题，例如：半导体结构性能较差。现结合一种半导体结构，分析所述半导体结构性能较差的原因：图1是一种半导体结构的结构示意图。请参考图1，所述半导体结构的形成方法包括：提供衬底100，所述衬底100包括多个单元区和相邻单元区之间的切割道区C，所述单元区包括：器件区和包围所述器件区的保护区A，包围所述器件区和保护区A的隔离区B；在所述保护区A衬底100上形成保护环结构，所述保护环结构包括第一保护环11和位于所述第一保护环131和隔离区之间的第二保护环132；在所述隔离区B和切割道区C衬底100上形成介质层；在所述第二保护环132、第一保护环131和介质层上形成第一钝化层110，所述第一保护环131上的第一钝化层110中具有顶层金属111；在所述顶层金属层111和第一钝化层110上形成第二钝化层120；沿所述切割道区C对所述介质层和衬底100进行切割以得到半导体结构。其中，所述第一保护环131和第二保护环132包括保护介质层141和位于所述保护介质层141中的金属层142，且所述保护介质层141暴露出所述金属层142表面。所述第一钝化层110和第二钝化层120用于实现所述保护环结构与外本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体结构，其特征在于，包括：衬底，所述衬底包括单元区，所述单元区包括器件区、保护区和隔离区，所述保护区包围所述器件区，所述隔离区包围所述保护区和器件区；位于所述衬底器件区的器件结构；位于所述保护区衬底上的保护环结构；位于所述隔离区衬底上的隔离结构；位于所述保护环结构、器件结构和隔离结构上的钝化层，所述隔离区钝化层中具有沟槽。

【技术特征摘要】
1.一种半导体结构，其特征在于，包括：衬底，所述衬底包括单元区，所述单元区包括器件区、保护区和隔离区，所述保护区包围所述器件区，所述隔离区包围所述保护区和器件区；位于所述衬底器件区的器件结构；位于所述保护区衬底上的保护环结构；位于所述隔离区衬底上的隔离结构；位于所述保护环结构、器件结构和隔离结构上的钝化层，所述隔离区钝化层中具有沟槽。2.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述沟槽中具有缓冲层，所述缓冲层的机械强度大于所述隔离结构的机械强度。3.如权利要求2所述的半导体结构，其特征在于，所述隔离结构的材料为氧化硅、氮化硅或氮氧化硅。4.如权利要求3所述的半导体结构，其特征在于，所述缓冲层的材料为有机聚合物。5.如权利要求4所述的半导体结构，其特征在于，所述缓冲层的材料为有机光阻材料或有机抗反射层材料。6.如权利要求2所述的半导体结构，其特征在于，所述缓冲层还位于所述钝化层上。7.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述保护环结构包括多个层叠设置的保护单元；所述保护单元包括：位于所述保护区衬底上的保护介质层，位于所述保护介质层中的保护插塞和位于所述保护插塞上的保护金属层。8.如权利要求7所述的半导体结构，其特征在于，所述保护介质层的材料为氧化硅、氮氧化硅或氮化硅；所述保护插塞和所述保护金属层的材料为铝或铜。9.如权利要求7所述的半导体结构，其特征在于，所述保护环结构包括：第一保护环和第二保护环，所述第二保护环位于所述第一保护环和所述隔离区之间；所述第一保护层包括多个层叠设置的保护单元，所述第二保护层包括多个层叠设置的保护单元；所述钝化层包括：位于所述第一保护环、第二保护环和隔离结构上的第一钝化层，所述第一保护环上的第一钝化层中具有顶层金属；位于所述顶层金属和第一钝化层上的第二钝化层。10.如权利要求9所述的半导体结构，其特征在于，所述第一钝化层的材料为氮化硅、氧化硅或氮氧化硅；第二钝化层的材料为氮化硅、氧化硅或氮氧化硅；所述顶层金属的材料为铝...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋春，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31