半导体装置制造方法及图纸

技术编号:20330642 阅读:13 留言:0更新日期:2019-02-13 06:42
半导体装置包括管状结构,包括彼此相叠的多个介电层与导体层;导体尖端,与位于管状结构的上表面上的盖导体层整体地形成,其中导体尖端延伸至管状结构的中心孔;以及至少一光检测器,形成于管状结构的底部中。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置
本专利技术实施例关于半导体装置,更特别关于可重建集成电路的表面形貌的半导体装置。
技术介绍
集成电路通常包含大量构件,比如晶体管、电阻、电容、内连线、或类似物。在每一代的技术节点中,集成电路的每一构件可为形成于芯片上的个别结构(比如平面金属氧化物半导体场效晶体管或鳍状场效晶体管)。换言之,每一集成电路各自具有个别构件所定义的表面设置。一般而言,扫描式电子显微镜与原子力显微镜用于提供集成电路其多个构件的个别表面设置(比如集成电路的表面形貌),以确认每一制作阶段中是否适当地制作每一构件。原子力显微镜通常依靠样品基板与原子力显微镜探针尖端之间的斥力,检测样品基板上的表面差异。原子力显微镜可采用表面差异重建样品基板的个别形貌。另一方面,扫描式显微镜通常采用电子束扫描整片样品基板,其一或多个检测器可收集自样品基板散射回来的电子强度差异。扫描式显微镜可采用散射回来的电子强度差异,重建样品基板的个别形貌。然而,随着技术节点的尺寸持续缩小,扫描式显微镜与原子力显微镜可能遇到多种问题,比如原子力显微镜的低产出(受限于原子力显微镜探针尖端的数目)、可能损伤样品(来自于原子力显微镜探针尖端与样品之间的必要接触)、以及扫描式显微镜的低产出(受限于电子束的数目)。如此一来,用于提供集成电路表面形貌的现有技术无法符合所有需求。
技术实现思路
本专利技术一实施例提供的半导体装置,包括:管状结构,包括彼此相叠的多个介电层与导体层;导体尖端,与位于管状结构的上表面上的盖导体层整体地形成,其中导体尖端延伸至管状结构的中心孔;以及至少一光检测器,形成于管状结构的底部中。附图说明图1A、图1B、与图1C是一些实施例中,形成半导体装置的方法其流程图。图2A、图2B、图2C、图2D、图2E、图2F、图2G、图2H、图2I、图2J、图2K、图2L、图2M、图2N、图2O、与图2P是一些实施例中,以图1A至图1C的方法形成的例示性半导体装置于多种制程阶段中的剖视图。图3是一些实施例中,以图1A至图1C的方法形成的半导体装置其光检测器的例示性设置。图4是一些实施例中,包含多个半导体装置的形貌重建电路的方框图,其形成方法为图1A至图1C的方法。附图标记说明:100方法102、104、106、108、110、112、114、116、118、120、122、124、126、128、130、132步骤200形貌重建装置202、402基板204第一牺牲层204’背侧表面205、229、231、235、240’上表面206半导体层208、234’、234-1下侧部分209第一掺杂制程210上侧部分211第二掺杂制程220、220-1、220-2、220-3、220-4光检测器222底介电层222’下表面224底导体层226配对226-1中间介电层226-2中间导体层228顶介电层230顶导体层231浅沟槽233深沟槽233-1直径233-2深度234第二牺牲层236、236’、243凹陷尖端240盖导体层241导体尖端251研磨制程252中空空间300、310设置400形貌重建电路404阵列406电压与电流产生单元410控制单元420样品421、423电子具体实施方式下述公开内容提供许多不同实施例或实例以实施本专利技术的不同结构。下述特定构件与排列的实施例是用以简化本专利技术而非局限本专利技术。举例来说,形成第一构件于第二构件上的叙述包含两者直接接触,或两者之间隔有其他额外构件而非直接接触。此外,本专利技术的多个实例可采用重复标号及/或符号使说明简化及明确,但这些重复不代表多种实施例中相同标号的元件之间具有相同的对应关系。此外,空间性的相对用语如“下方”、“其下”、“较下方”、“上方”、“较上方”、或类似用语可用于简化说明某一元件与另一元件在图示中的相对关系。空间性的相对用语可延伸至以其他方向使用的元件,而非局限于图示方向。元件亦可转动90°或其他角度,因此方向性用语仅用以说明图示中的方向。本专利技术提供半导体装置的多种实施例,其可用于重建集成电路的表面形貌。此外,此处公开的半导体装置其形成方法可为互补式金属氧化物半导体相容的制程技术,其可让这些半导体装置形成阵列,以避免前述现有技术面临的低产出问题。在一些实施例中,此处公开的半导体装置包含导体尖端形成于管中,且多个光检测器围绕管的下表面。更特别的是一些实施例中,导体尖端设置以放射多个电子至样品表面(比如集成电路成品或半成品的表面)上,且多个光检测器各自设置以收集沿着一些个别方向自表面散射回来的二次电子。如此一来,可采用此处公开的半导体装置,更准确地重建样品的表面形貌。图1A至图1C是本专利技术一或多个实施例中,形成半导体装置的方法100其流程图。值得注意的是,方法100仅用以举例而非局限本专利技术。在一些实施例中,半导体装置为形貌重建装置(或其至少一部分)。本专利技术实施例所述的形貌重建装置,指的是任何具有重建样品形貌功能的装置、电路、及/或设备。值得注意的是,图1的方法并未产生完整的形貌重建装置。完整的形貌重建装置其制作方法,可采用互补式金属氧化物半导体技术制程。综上所述,应理解在图1A至图1C的方法100之前、之中、与之后进行额外步骤,且一些其他步骤仅简述于此。如图1A所示的一些实施例,方法100一开始的步骤102提供具有第一牺牲层覆盖其上的半导体基板。接着进行方法100的步骤104,形成半导体层于第一牺牲层上。接着进行方法100的步骤106,以第一形态的掺质掺杂半导体层的下侧部分。接着进行方法100的步骤108,以第二形态的掺质掺杂半导体层的上侧部分。在一些实施例中,第一形态与第二形态相反,比如p型与n型。此外,一些实施例中的上侧部分接触下侧部分,以形成p-n接面于半导体层中。接着进行方法100的步骤110,形成多个光检测器于第一牺牲层上。在一些实施例中,多个光检测器的形成方法为图案化半导体层,因此每一光检测器为p-n接面二极管,其个别包含半导体层的下侧部分的一部分以及半导体层的上侧部分的一部分。此外,一些实施例中的多个光检测器其上视图为环状结构。接着进行方法100的步骤112,形成底介电层于多个光检测器上。在一些实施例中,可进一步以研磨制程(如化学机械研磨制程)平坦化底介电层。接着进行方法100的步骤114,形成底导体层于底介电层上。如图1B所示,接着进行方法100的步骤116,形成中间介电层与中间导体层的一或多个配对于底导体层上。更特别的是一些实施例中,第一配对的中间介电层形成于底导体层上,而第一配对的中间导体层形成于第一配对的中间介电层上,以此类推。这些中间介电层与中间导体层的一或多个配对,位于另一者的顶部上。接着进行方法100的步骤118,形成顶介电层于一或多个中间导体层中最顶部的一者上,并形成顶导体层于顶介电层上。接着进行方法100的步骤120,形成浅沟槽以延伸穿过顶导体层。接着进行方法100的步骤122,形成深沟槽以延伸穿过中间导体层与中间介电层的一或多个配对、底导体层、与底介电层。在一些实施例中,深沟槽自浅沟槽的中间部分进一步向下延伸,直到形成凹陷尖端于第二牺牲层的上表面上。在一些实施例中,第二牺牲层的材料与步骤124中的第一牺牲层的材料实质上类似,且第一牺牲层与第二牺牲层的整体可形成一体式结构。接着进行方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置,包括:一管状结构,包括彼此相叠的多个介电层与导体层;一导体尖端,与位于该管状结构的上表面上的一盖导体层整体地形成,其中该导体尖端延伸至该管状结构的一中心孔;以及至少一光检测器,形成于该管状结构的底部中。

【技术特征摘要】
2017.07.31 US 62/538,914;2018.02.21 US 15/901,8021.一种半导...

【专利技术属性】
技术研发人员:张宪裕
申请(专利权)人:台湾积体电路制造股份有限公司
类型:发明
国别省市:中国台湾,71

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