半导体元件及其制备方法技术

本公开提供一种半导体元件及其制备方法。该半导体元件具有一基底、一第一隔离层、一第二隔离层、多个第一导电特征以及一调和结构，该第一隔离层位在该基底上，该第二隔离层位在该第一隔离层上，该多个第一导电特征位在该第一隔离层与该第二隔离层中，该调和结构位在该第一隔离层与该第二隔离层之间。该调和结构具有一第一连接夹层以及多个第一调和层，该第一连接夹层分别电性耦接到位在该第一隔离层与该第二隔离层中的该多个第一导电特征，且该多个第一调和层位在该第一隔离层中的该多个第一导电特征与该第二隔离层中的该多个第一导电特征之间，其中该多个调和结构的一孔隙率介于大约25％到大约100％之间。于大约25％到大约100％之间。于大约25％到大约100％之间。

【技术实现步骤摘要】
半导体元件及其制备方法


[0001]本申请案主张2020年3月25日申请的美国正式申请案第16/829,698号的优先权及益处，该美国正式申请案的内容以全文引用的方式并入本文中。
[0002]本公开涉及一种半导体元件以及该半导体元件的制备方法，特别是涉及一种具有一复合连接结构的半导体元件，以及具有该复合连接结构的该半导体元件的制备方法。

技术介绍

[0003]半导体元件是使用在不同的电子应用，例如个人电脑、手机、数码相机，或其他电子设备。半导体元件的尺寸是逐渐地变小，以符合计算能力所逐渐增加的需求。然而，在尺寸变小的制程期间，是增加不同的问题，且如此的问题在数量与复杂度上持续增加。因此，仍然持续着在达到改善品质、良率、效能与可靠度以及降低复杂度方面的挑战。
[0004]上文的“先前技术”说明仅是提供
技术介绍
，并未承认上文的“先前技术”说明揭示本公开的标的，不构成本公开的先前技术，且上文的“先前技术”的任何说明均不应作为本案的任一部分。

技术实现思路

[0005]本公开的一实施例提供一种半导体元件，具有一第一半导体结构、一第二半导体结构以及一连接结构，该第一半导体结构具有多个第一导电特征，邻近该第一半导体结构的一上表面设置，该第二半导体结构位在该第一半导体结构上，并具有多个第二导电特征，邻近该第二半导体结构的一下表面设置，该连接结构位在该第一半导体结构与该第二半导体结构之间。该连接结构具有一连接层以及多个第一多孔夹层，该连接层电性耦接到该多个第一导电特征与该多个第二导电特征，该多个第一多孔夹层位在该多个第一导电特征与该多个第二导电特征之间。该多个多孔夹层的一孔隙率介于大约25％到大约100％之间。
[0006]在本公开的一些实施例中，该半导体元件具有多个多孔介电层，位在该多个调和结构的侧壁与下表面上。
[0007]在本公开的一些实施例中，该半导体元件具有一连接隔离层，位在该第一半导体结构与该连接结构之间，其中该连接层与该多个第一多孔夹层位在该连接隔离层中。
[0008]在本公开的一些实施例中，该连接隔离层具有一下隔离层、一中间隔离层以及一上隔离层，该下隔离层位在该第一半导体结构的上表面上，该中间隔离层位在该下隔离层上，该上隔离层位在该中间隔离层上。
[0009]在本公开的一些实施例中，设置该多个第一多孔夹层以穿过该下隔离层、该中间隔离层以及该上隔离层。
[0010]在本公开的一些实施例中，该多个第一多孔夹层具有一厚度，是小于该连接隔离层的一厚度。
[0011]在本公开的一些实施例中，该半导体元件具有一第二多孔夹层，位在该上隔离层与该第二半导体结构之间，其中该第二多孔夹层的一孔隙率小于该第一多孔夹层的该孔隙
率。
[0012]在本公开的一些实施例中，该第二多孔夹层的该孔隙率介于大约25％到大约50％之间。
[0013]在本公开的一些实施例中，该多个第一多孔夹层具有宽度，是小于该多个第二导电特征的宽度。
[0014]在本公开的一些实施例中，该多个第一导电特征的宽度，是大于该多个第一多孔夹层的宽度。
[0015]在本公开的一些实施例中，该连接结构包括多个辅助层(assistance layers)，位在该连接隔离层中，且该第二半导体结构包括多个保护环(guard rings)，位在该多个辅助层上。
[0016]本公开的另一实施例提供一种半导体元件，具有一基底；一第一隔离层，位在该基底上；一第二隔离层，位在该第一隔离层上；多个第一导电特征，位在该第一隔离层与该第二隔离层中；以及一调和结构，位在该第一隔离层与该第二隔离层之间。该调和结构具有一第一连接夹层以及多个第一调和层，该第一连接夹层分别电性耦接到位在该第一隔离层与该第二隔离层中的该多个第一导电特征，且该多个第一调和层位在该第一隔离层中的该多个第一导电特征与该第二隔离层中的该多个第一导电特征之间。该多个调和结构的一孔隙率介于大约25％到大约100％之间。
[0017]在本公开的一些实施例中，该半导体元件具有多个多孔介电层，位在该多个第一调和层的侧壁与下表面上。
[0018]在本公开的一些实施例中，该半导体元件具有多个上多孔介电层，位在该多个第一调和层与在该第二隔离层中的该多个第一导电特征之间。
[0019]本公开的另一实施例提供一种半导体元件的制备方法。该制备方法包括：提供一第一半导体结构，该第一半导体结构具有多个第一导电特征，邻近该第一半导体结构的一上表面设置；形成一连接结构，该连接结构具有一连接隔离层、一连接层以及多个第一多孔夹层，该连接隔离层位在该第一半导体结构的该上表面上，该连接层位在该连接隔离层中，该多个第一多孔夹层位在该多个第一导电特征上以及位在该连接隔离层中；以及形成一第二半导体结构，该第二半导体结构具有多个第二导电特征，位在该多个第一多孔夹层上。该多个第一多孔夹层的一孔隙率介于大约25％到大约100％之间。该连接隔离层电性连接到该多个第一导电特征与该多个第二导电特征。
[0020]在本公开的一些实施例中，形成该连接结构的该步骤，包括：形成该连接隔离层在该第一半导体结构上；形成多个开孔在该连接层中；形成能量可移除材料的一层在该多个开孔中；执行一平坦化制程，直到该连接隔离层的一上表面暴露为止；以及执行一能量处理以转变能量可移除材料的该层成为该多个第一多孔夹层。
[0021]在本公开的一些实施例中，能量可移除材料的该层具有一基础材料以及一可分解成孔剂材料。
[0022]在本公开的一些实施例中，该基础材料包括甲基硅酸盐(methylsilsesquioxane)、低介电常数材料或氧化硅。
[0023]在本公开的一些实施例中，该能量处理的一能量源为热、光或其组合。
[0024]在本公开的一些实施例中，能量可移除材料的该层包含该可分解成孔剂材料的一
部分，是大于能量可移除材料的该层包含该基础材料的一部分。
[0025]由于本公开该半导体元件的设计，多个半导体元件可经由该连接结构而连接在一起，以提供更复杂的功能，同时占用较小空间。因此，可降低半导体元件的成本，并可提升半导体元件的获利性(profitability)。此外，该多个第一调和层与该多个第一多孔夹层可调和在该第一半导体结构及该半导体元件中所感应的电子信号或施加到该第一半导体结构及该半导体元件的电子信号之间的一干扰效应。
[0026]上文已相当广泛地概述本公开的技术特征及优点，而使下文的本公开详细描述得以获得较佳了解。构成本公开的权利要求标的的其它技术特征及优点将描述于下文。本公开所属
中具有通常知识者应了解，可相当容易地利用下文揭示的概念与特定实施例可作为修改或设计其它结构或制程而实现与本公开相同的目的。本公开所属
中具有通常知识者亦应了解，这类等效建构无法脱离后附的权利要求所界定的本公开的精神和范围。
附图说明
[0027]参阅实施方式与权利要求合并考量图式时，可得以更全面了解本申请案的揭示内容，图式中相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体元件，包括：一基底；一第一隔离层，位在该基底上；一第二隔离层，位在该第一隔离层上；多个第一导电特征，位在该第一隔离层与该第二隔离层中；以及一调和结构，位在该第一隔离层与该第二隔离层之间；其中，该调和结构具有一第一连接夹层以及多个第一调和层，该第一连接夹层分别电性耦接到位在该第一隔离层与该第二隔离层中的该多个第一导电特征，且该多个第一调和层位在该第一隔离层中的该多个第一导电特征与该第二隔离层中的该多个第一导电特征之间，其中多个该调和结构的一孔隙率介于大约25％到大约100％之间。2.如权利要求1所述的半导体元件，还包括多个多孔介电层，位在该多个第一调和层的侧壁与下表面上。3.如权利要求2所述的半导体元件，还包括多个上多孔介电层，位在该多个第一调和层与在该第二隔离层中的该多个第一导电特征之间。4.如权利要求1所述的半导体元件，还包括一连接结构，位在该调和结构上，其中该连接结构包括一连接层以及多个第一多孔夹层，该连接层电性耦接到该多个第一导电特征，该多个第一多孔夹层位在该多个第一导电特征上。5.如权利要求4所述的半导体元件，其中，该多个第一多孔夹层的一孔隙率介于大约25％到大约100％之间。6.如权利要求5所述的半导体元件，还包括多个第多孔介电层，位在该多个第一多孔夹层的侧壁与下表面上。7.如权利要求6所述的半导体元件，其中，该连接结构包括一连接隔离层，位在该调和结构上，其中该连接层与该多个第一多孔夹层位在该连接隔离层中。8.如权利要求7所述的半导体元件，其中，该连接隔离层包括一下隔离层、一中间隔离层以及一上隔离层，该下隔离层位在该调和结构上，该中间隔离层位在该下隔离层上，该上隔离层位在该中间隔离层上。9.如权利要求8所述的半导体元件，其中，该多个第一多孔夹层穿过该下隔离层、该中间隔离层以及该上隔离层。10.如权利要求8所述的半导体元件，其中，该多个第一多孔夹层具有一厚度，是小于该连接隔离层的一厚度。11.如权利要求10所述的半导体元件，还包括一第二多孔夹层，位在该上隔离层上，其中该第...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄则尧，
申请(专利权)人：南亚科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：