具有用于隔离和钝化层的支撑结构的半导体器件制造技术

半导体器件中不同的堆叠金属层之间的传导和通路可能由机械应变造成机械损伤。根据本发明专利技术的示例性的实施方式，通过接地结构以及由接地结构连接的隔离和钝化层的栅格，可以将机械应变通过层结构转移到衬底。这可以提供增强的半导体器件寿命。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及半导体器件领域。具体地，本专利技术涉及一种用于支撑半 导体器件中的隔离和钝化层的支撑结构、具有支撑结构的半导体器件和 半导体器件中的隔离和钝化层的支撑方法。
技术介绍
由于在器件顶部上的塑料成型产生的层结构中嵌入的机械应力，由 隔离和钝化层分幵的半导体器件中不同的堆叠金属层之间的传导/通路， 特别是键合焊盘，是隔离和钝化层中裂缝优先产生的位置。所述机械应 力可以导致明显的剪切力，可以导致不同层相对于彼此的机械移动，或 者产生裂缝、短路，或其他损伤、缺陷、故障或者甚至器件的破坏。在半导体器件中有用于隔离和钝化层的改进的支撑应当是期望的。
技术实现思路
根据本专利技术的一个示例性的实施方式，提供一种用于支撑半导体器 件中隔离和钝化层的支撑结构，该支撑结构包括第一接地结构，所述接 地结构适合于将半导体器件的第一层经由金属层连接到半导体器件的下 部第二层。因此，根据本专利技术的这种示例性的实施方式，提供用于隔离和钝化 层的支撑，这可以减小第一层中的应力诱发，并且因此可以降低层结构 中的裂缝的危险。因此，包括第一接地结构的支撑结构将上部第一层通 过夹在其中的金属层连接到下部第二层。这可以减小半导体表面中例如 在传导和键合焊盘的附近的应力诱发的影响，还有助于提高该半导体器 件的寿命。根据本专利技术的另一示例性的实施方式，第一层是第一隔离和钝化层，而第二层是第二隔离和钝化层或衬底。因此，所述接地结构可以将上部隔离和钝化层与下部隔离和钝化层 或者甚至与衬底进行机械耦合。无论如何，金属层都被设置在两个隔离 和钝化层之间或在上部隔离和钝化层与衬底之间。这可以导致上部隔离 和钝化层机械固定在下部设置的基底上。根据本专利技术的另一示例性的实施方式，第一接地结构包括具有第一 硬度的材料，并且金属层包括具有第二硬度的材料，其中第一硬度明显 大于第二硬度。这可以为支撑结构提供比邻近的导电层更强的稳定性和硬度。根据本专利技术的另一示例性的实施方式，第一接地结构机械性能是硬 的并且稳定，并且包括从由热氧化物、二氧化硅、氮化硅和钛构成的组 中选择的一种材料。因此，根据本专利技术的这种示例性的实施方式，该支撑结构可以具备 良好地稳定的特性。此外，热氧化物或二氧化硅可以通过氧化过程直接 生长在衬底上。这可以提供容易的制造方式。根据本专利技术的另一示例性的实施方式，所述半导体器件包括金属通 路和键合焊盘中的至少一个，其中第一接地结构设置在金属通路的边缘 部分中或键合焊盘的边缘部分中。通过在键合焊盘邻近处或接近金属通路处安置第一接地结构，可以 增加半导体器件的寿命，因为金属化区域邻近的隔离和钝化层，如键合 焊盘或在不同金属层之间的电连接(通路)，常常受到机械应变影响。根据本专利技术的另一示例性的实施方式，所述支撑结构还包括第二接 地结构，该第二接地结构适合于将半导体器件的第一层经金属层连接到 半导体器件的下部第二层，其中第一接地结构和第二接地结构沿着由器 件顶部上的塑料成型产生的热机械应变的方向而设置。因此，可以提供多个接地结构，按照如下方式设置由温度梯度或 不同层的不同膨胀系数产生的机械应变，如剪切力，可被该支撑结构有 效地吸收或降低。根据本专利技术的另一示例性的实施方式，所述支撑结构还包括第三接 地结构，该第三接地结构适合于将第一层或第二层之一连接到半导体器件的下部第三层，其中半导体器件的第三层是衬底的一部分。因此，根据本专利技术的这种示例性的实施方式，提供多个接地结构， 可以连接多个隔离和钝化层直至到达衬底。如此，上部隔离和钝化层可 以通过第一接地结构连接到下部隔离和钝化层，并且下部隔离和钝化层 可以通过另一接地结构连接到衬底，导致隔离和钝化层和接地结构的栅 格。这可以提供高机械稳定性，可以抵抗高机械应变。根据本专利技术的另一示例性的实施方式，所述第一层是介电层。 根据本专利技术的进一步的示例性的实施方式，可以提供具有用于支撑 半导体器件中的隔离和钝化层的支撑结构的半导体器件，该支撑结构包 括第一接地结构，第一接地结构，适合于将半导体器件的第一层经由金 属层连接到半导体器件的下部第二层。这可以提供具有长寿命的机械性能稳定的半导体器件，即使在高温 变化或其他方式产生机械应力的情况下。根据本专利技术的另一示例性的实施方式，提供一种支撑半导体器件中 的隔离和钝化层的方法，该方法包括提供适合于将半导体器件的第一层 经由金属层连接到半导体器件的下部第二层的第一接地结构的步骤。相信提供连接半导体器件中不同层的接地结构，在不同层之间设置 金属层，可以提供一种制造器件的方法，该器件对于温度变化具有改善 的机械稳定性。根据本专利技术的另一示例性的实施方式，所述方法包括直接在衬底上 本征地生长半导体器件的衬底材料的热氧化物的步骤。该步骤之后，可 以对该氧化物层进行结构化，例如借助于蚀刻步骤，产生多个单独的接 地结构。这可以提供容易执行的制作工艺。在其中可能在器件中诱发机械应变的区域中，通过接地结构连接半 导体器件中的隔离和钝化层，这可以看作本专利技术的示例性的实施方式的 要点。因此，隔离和钝化层可以彼此机械耦合，并且可以与衬底耦合， 导致机械应变转移到衬底中。这可以显著地提高半导体器件的寿命。从下文所述的实施方式中，本专利技术的这些和其他方面是显而易见 的，并将参照这些实施方式来阐述本专利技术的这些和其他方面。附图说明参考下列附图，在下文中阐述本专利技术的示例性的实施方式。 图1示出了在两个传导金属层之间的通路的顶视图示意图示。图2示出了在图1中沿线A-B示出的通路的剖面示意图示。图3示出了在根据本专利技术的示例性的实施方式的具有接地结构的两个金属层之间的通路的顶视图示意图示。图4示出了根据本专利技术的另一示例性的实施方式的具有接地结构的另一通路。图5示出了沿图3和图4的线A-B的剖面示意图示。具体实施方式在附图中的说明是示意性的。在不同的附图中，类似或相同的元件 可以用相同的参考数字表示。图1示出了连接半导体器件的两个传导金属层的传导或通路的顶视 图示意图示。参考数字103表示上部金属层。在上部金属层103下面是 隔离和钝化层102 (在图2中示出)，该隔离和钝化层102在104部分开 口，导致金属层103下降到下部金属层101 (在图2中示出)的台阶。 顶部金属层103的另一次结构化可以产生金属层103中的幵口 105。由 于开口 105向下到达下面设置的隔离和钝化层102，半导体器件的帽盖 (capping)可能导致剪切力和其他机械应力直接进入隔离和钝化层102 中。半导体器件通常在最后的加工步骤期间加上帽盖或配置包装，可以 是塑料的包装或合成树脂的包装，为其提供保护不受外部影响，例如潮 湿或污垢。半导体晶体的上侧可以支撑各种结构化的层，半导体晶体例 如可以包括硅或任何其他半导体衬底，比如锗、砷化镓或氮化镓。这些 结构化层通常包括一个或更多个导电层(金属导线)，例如由铝、铝硅合 金、硅铝铜合金或金构成。而且，可以提供多个电隔离和钝化层。作为这些隔离和钝化层的一个例子，可以指明二氧化硅、氮化硅和 氧氮化硅，二氧化硅可在热过程中生长，或者可沉积到衬底上。此外，该导电层包括连接至表面，电连接到外部环境，例如借助于 所谓的键合焊盘。在包装的组装期间或形成帽盖过程期间，在载板上安装半导体(晶 体或芯片)，并且在键合焊盘和进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种支撑结构，用于支撑半导体器件中的隔离和钝化层，该支撑结构包括：　　　　第一接地结构，适合于将半导体器件的第一层经由金属层连接到半导体器件的下部第二层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP 2005-8-9 05107307.01.一种支撑结构，用于支撑半导体器件中的隔离和钝化层，该支撑结构包括第一接地结构，适合于将半导体器件的第一层经由金属层连接到半导体器件的下部第二层。2. 根据权利要求1的支撑结构， 其中第一层是第一隔离和钝化层；并且 其中第二层是第二隔离和钝化层以及衬底之一。3. 根据权利要求1的支撑结构， 其中第一接地结构包括具有第一硬度的材料； 其中金属层包括具有第二硬度的材料；并且 其中第一硬度明显大于第二硬度。4. 根据权利要求1的支撑结构，其中第一接地结构机械性能是硬的并且稳定，并包括从由热氧化 物、二氧化硅、氮化硅和钛构成的组中选择的一种材料。5. 根据权利要求1的支撑结构，其中半导体器件包括金属通路和键合焊盘中的至少一个；并且 其中第一接地结构设置在金属通路的边缘部分中或键合焊盘的边 缘部分中。6. 根据权利要求1的支撑结构，还包括第二接地结构，该第二接地结构适合于将半导体器件的第一 层经由金属层连接到半导体器件的下部第二层；其中第一接地结构和第二接地结构沿着由器件顶部上的塑料成型 产生的热机械应变的方向而设置。7. 根据权利要求l的支撑结构，还包括第三接地结构，该第三接地结构适合于将第一层和第二层之一连接到半导体器件的下部第三层；其中半导体器件的第三层是衬底的一部分。8. 根据权利要求1的支撑结构， 其中第一层是介电层。9. 一种半导体器件，具有用于支撑半导体器件...

【专利技术属性】
技术研发人员：森克哈贝尼希特，安斯加尔索恩斯，海因里希泽依勒，
申请(专利权)人：NXP股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]