半导体结构及其形成方法技术

一种半导体结构及其形成方法，其形成方法包括提供半导体衬底，所述半导体衬底包括器件区和围绕所述器件区的密封区，所述半导体衬底具有第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面；在所述密封区的所述半导体衬底第一表面形成密封圈，在所述器件区的所述半导体衬底第一表面形成半导体器件；刻蚀所述半导体衬底第二表面，在所述器件区形成贯穿所述半导体衬底厚度的器件区通孔，同时在所述密封区形成贯穿所述半导体衬底厚度的环形槽；向所述器件区通孔内和所述环形槽内填充满导电层。形成所述环形槽并在所述环形槽内填满导电层，可以避免外界对芯片内部器件区的应力损伤，防止外部的潮气或腐蚀气体的侵蚀，提升对芯片内部器件的保护能力。

Semiconductor Structure and Its Formation Method

【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领域，特别涉及一种半导体结构及其形成方法。
技术介绍
随着集成电路制造技术的不断发展，人们对集成电路的集成度和性能的要求变得越来越高。晶圆的每一个芯片的切割道(scribeline)和集成电路的周围区域(peripheryregion)之间存在一个芯片密封区域，通常称之为芯片密封圈，芯片密封圈是由介电层和金属层交错堆栈构成，且所述金属层利用穿过所述介电层的介电孔做内部互联。当沿着所述切割道进行晶圆切割工艺时，芯片的密封圈可以阻挡由所述晶圆切割工艺造成从所述切割道至所述集成电路之间应力破裂；并且，芯片密封圈可以阻挡潮气渗透或含酸物质、含碱物质或污染源的扩散而导致的化学迫害。但是，现有技术中芯片密封圈的密封性能仍有待提高。
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极其形成方法，有助于提高所述密封圈的密封性能，从而改善所述半导体结构的器件性能。为解决上述问题，本专利技术提供一种半导体结构的形成方法，包括提供半导体衬底，所述半导体衬底包括器件区和围绕所述器件区的密封区，所述半导体衬底具有第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面；在所述密封区的所述半导体衬底第一表面形成密封圈，在所述器件区的所述半导体衬底第一表面形成半导体器件；刻蚀所述半导体衬底第二表面，在所述器件区形成贯穿所述半导体衬底厚度的器件区通孔，同时在所述密封区形成贯穿所述半导体衬底厚度的环形槽；向所述器件区通孔内和所述环形槽内填充满导电层。可选的，形成所述器件区通孔以及形成所述环形槽的步骤包括：在所述第二表面形成介质层；在所述介质层表面形成图形化层；以所述图形化层为掩膜，刻蚀所述介质层以及半导体衬底，形成贯穿所述半导体衬底的凹槽，所述凹槽包括所述环形槽以及器件区通孔。可选的，所述介质层的材料为氧化铝或氧化铪。可选的，刻蚀所述介质层以及半导体衬底的方法为干法刻蚀。可选的，形成所述器件区通孔以及环形槽之后，还包括步骤：去除所述图形化层。可选的，刻蚀所述半导体衬底第二表面的刻蚀工艺为干法刻蚀。可选的，所述刻蚀工艺包括：刻蚀气体为SF6、CF4、CHF3、CH2F2或C4F8，所述刻蚀气体的气体流量为10sccm至250sccm；所采用的辅助气体为O2，所述辅助气体的气体流量为0sccm至100sccm；所采用的稀释气体为N2、CO、He或Ar，所述稀释气体的气体流量为10sccm至1000sccm；工艺压强为10mTorr至100mTorr。可选的，向所述器件区通孔内和所述环形槽内填充满导电层的工艺为化学气相沉积，包括参数：反应气体WF6和H2，工艺温度为300℃至500℃。可选的，所述导电层材料为钨或铜。可选的，向所述器件区通孔内和所述环形槽内填充满导电层还包括步骤：平坦化所述导电层至露出所述介质层。可选的，向所述器件区通孔内和所述环形槽内填充满导电层之后，还包括：在所述第二表面形成盖帽层，所述盖帽层覆盖所述环形槽以及器件区通孔。可选的，所述盖帽层的材料为铝、铝合金、铜。可选的，所述环形槽的宽度为0.3μm-1.2μm。可选的，所述环形槽的数量不少于一个。可选的，所述环形槽的数量为2个。本专利技术还提供一种半导体结构，包括半导体衬底，所述半导体衬底包括器件区和围绕所述器件区的密封区，所述半导体衬底具有第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面；密封圈，位于所述密封区的所述半导体衬底第一表面；半导体器件，位于所述器件区的所述半导体衬底第一表面；器件区通孔，位于所述器件区，且贯穿所述半导体衬底厚度；环形槽，位于所述密封区，且贯穿所述半导体衬底厚度；导电层，填充满所述器件区通孔和所述环形槽。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：形成所述环形槽并在所述环形槽内填满导电层，可以避免外界对芯片内部器件区的应力损伤，防止外部的潮气或腐蚀气体的侵蚀，提升对芯片内部器件的保护能力。附图说明图1至图7为本专利技术一实施例中提供的半导体结构形成方法的各步骤对应的结构示意图；图8至图12为本专利技术另一实施例提供的半导体结构形成方法的部分步骤对应的结构示意图。具体实施方式如
技术介绍
可知，目前的芯片密封圈的密封性能有待提高。经研究发现，再制造半导体装置的过程中，需要通过硅通孔(TSV)工艺实现例如晶片级的互连，以形成用于例如要藕接到电连接(例如，焊盘)的导电插塞。这一部分互连结构在硅衬底的内部，然而，目前所使用的芯片密封圈仅设置在芯片内集成电路的周围区域，对于形成在硅衬底内部的互连结构无法进行保护。因此，要提高所述半导体结构的性能，便要提高对芯片内硅衬底内的互连结构的保护。为解决上述问题，专利技术人经创造性劳动，提供一种半导体结构的形成方法，包括提供半导体衬底，所述半导体衬底包括器件区和围绕所述器件区的密封区，所述半导体衬底具有第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面；在所述密封区的所述半导体衬底第一表面形成密封圈，在所述器件区的所述半导体衬底第一表面形成半导体器件；刻蚀所述半导体衬底第二表面，在所述器件区形成贯穿所述半导体衬底厚度的器件区通孔，同时在所述密封区形成贯穿所述半导体衬底厚度的环形槽；向所述器件区通孔内和所述环形槽内填充满导电层。通过在所述密封区形成贯穿所述半导体衬底的环形槽，并向所述环形槽内填充导电层，因此所述环形槽变成一个金属环，金属环对于在所述器件区形成贯穿所述半导体衬底厚度的器件区通孔具有良好的保护作用，不仅可以防止进行晶圆切割时对所述器件通孔所造成的应力伤害，还可以防止潮气或酸碱物质或污染源对所述器件通孔所造成的化学迫害。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细的说明。第一实施例图1至图7为本实施例中半导体结构形成方法各步骤对应的结构示意图。参考图1，提供半导体衬底100，所述半导体衬底100包括器件区Ⅱ和围绕所述器件区Ⅱ的密封区Ⅰ，所述半导体衬底100具有第一表面101以及与所述第一表面101相对的第二表面102。所述半导体衬底100的材料为硅、锗、锗化硅、碳化硅、砷化镓或镓化铟，所述衬底100还能够为绝缘体上的硅衬底或者绝缘体上的锗衬底。本实施例中，所述衬底100为硅衬底。参考图2，对所述半导体衬底100进行前侧工艺，即就是在所述半导体衬底100内形成若干隔离槽(STI)部件120，并在在所述器件区Ⅱ的所述半导体衬底第一表面101形成半导体器件(未图示)；同时在所述密封区Ⅰ的所述半导体衬底第一表面101形成密封圈201。需要说明的是，所述第一表面101上形成电介质层200以及层间互连件(未图示)。所述电介质层200由多层介质层堆叠而成，例如，所述电介质层可以由氮化硅层、正硅酸乙酯层、以及氧化硅层叠层形成。并且，所述层间互连件被各层电介质层分离开(未图示)。还包括与所述层间互连件电连接的顶部互连件130，并且，所述顶部互连件130与部分所述隔离槽部件120相接。在所述密封区Ⅰ的所述半导体衬底第一表面101形成密封圈201，位于密封圈201内部分包括多个垂直堆栈的介电层(未图示)，还包括多个金属层图案(未图示)，多个所述金属层图案从下而上的分别覆盖多个所述垂直堆栈的介电层。所述密封圈201与所述第一表面101相连接的位置还具有导电膜层(poly层)202(例如用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底包括器件区和围绕所述器件区的密封区，所述半导体衬底具有第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面；在所述密封区的所述半导体衬底第一表面形成密封圈，在所述器件区的所述半导体衬底第一表面形成半导体器件；刻蚀所述半导体衬底第二表面，在所述器件区形成贯穿所述半导体衬底厚度的器件区通孔，同时在所述密封区形成贯穿所述半导体衬底厚度的环形槽；向所述器件区通孔内和所述环形槽内填充满导电层。

【技术特征摘要】
1.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底包括器件区和围绕所述器件区的密封区，所述半导体衬底具有第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面；在所述密封区的所述半导体衬底第一表面形成密封圈，在所述器件区的所述半导体衬底第一表面形成半导体器件；刻蚀所述半导体衬底第二表面，在所述器件区形成贯穿所述半导体衬底厚度的器件区通孔，同时在所述密封区形成贯穿所述半导体衬底厚度的环形槽；向所述器件区通孔内和所述环形槽内填充满导电层。2.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，形成所述器件区通孔以及形成所述环形槽的步骤包括：在所述第二表面形成介质层；在所述介质层表面形成图形化层；以所述图形化层为掩膜，刻蚀所述介质层以及半导体衬底，形成贯穿所述半导体衬底的凹槽，所述凹槽包括所述环形槽以及器件区通孔。3.如权利要求2所述的形成方法，其特征在于，所述介质层的材料为氧化铝或氧化铪。4.如权利要求2所述的形成方法，其特征在于，刻蚀所述介质层以及半导体衬底的方法为干法刻蚀。5.如权利要求2所述的形成方法，其特征在于，形成所述器件区通孔以及环形槽之后，还包括步骤：去除所述图形化层。6.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，刻蚀所述半导体衬底第二表面的刻蚀工艺为干法刻蚀。7.如权利要求6所述的形成方法，其特征在于，所述刻蚀工艺包括：刻蚀气体为SF6、CF4、CHF3、CH2F2或C4F8，所述刻蚀气体的气体流量为10sccm至250sccm；所采用的辅助气体为O2，所述辅助气体的气体流量为0sccm至100sccm；所采用的稀释气体为N2、CO、He或...

【专利技术属性】
技术研发人员：管斌，张东亮，陈世杰，黄晓橹，
申请(专利权)人：德淮半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32