数字隔离器结构及其形成方法技术

一种数字隔离器结构及其形成方法，其中方法包括：提供衬底；在所述衬底表面形成第一极板以及位于所述第一极板上的介质层；刻蚀所述介质层直到暴露出所述第一极板，在所述介质层内形成深沟槽；在所述深沟槽底部和侧壁表面形成接触层和位于所述接触层至少部分表面的绝缘层，所述绝缘层封闭所述深沟槽的顶部；在所述介质层表面形成引出电极层和第二极板，所述引出电极层还位于所述接触层顶部表面，减少了工艺工序，节约了导电材料成本。节约了导电材料成本。节约了导电材料成本。

【技术实现步骤摘要】
数字隔离器结构及其形成方法


[0001]本专利技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种数字隔离器结构及其形成方法。

技术介绍

[0002]数字隔离器是在电路系统在进行信号传递时实现信号与信号，信号与用户之间相互隔离，达到保护低压模块信号安全和用户安全目的的器件。数字隔离器分为发送器和接收器两颗晶圆，两颗晶圆芯片之间通过隔离结构相连。数字信号从一管脚输入，使用射频振荡器及调制器的射频载波调制后，通过隔离结构发送到接收器，接收器收到衰减的射频信号后，通过解调器进行解调恢复为输出信号，再由另一管脚输出。
[0003]数字隔离器中的容耦隔离结构由半导体工艺制成，通常使用芯片内部的下层金属作为电容的下极板，使用芯片内部的顶层金属作为电容的上极板，在芯片内部顶层金属与下层金属之间设置5μm至20μm厚的二氧化硅介质层，以提供足够的耐压能力，该厚度会带来极大的应力积累，导致晶圆翘曲，同时介质层太厚也会增加下极板引出难度。
[0004]因此，现有的数字隔离器的容耦隔离结构的形成工艺有待进一步提高。

技术实现思路

[0005]本专利技术解决的技术问题是提供一种数字隔离器结构及其形成方法，以简化复杂的工艺制程。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术技术方案提供一种数字隔离器结构，包括：衬底；位于所述衬底表面的第一极板以及位于所述第一极板上的介质层；位于所述介质层内的深沟槽，所述深沟槽暴露出所述第一极板；位于所述深沟槽底部和侧壁表面的接触层和位于所述接触层至少部分表面的绝缘层，所述绝缘层封闭所述深沟槽的顶部；位于所述介质层表面的引出电极层和第二极板，所述引出电极层还位于所述接触层顶部表面。
[0007]可选的，所述介质层包括若干层重叠的介质材料层，相邻介质材料层内的应力方向相反。
[0008]可选的，各介质材料层内具有平行于所述衬底表面方向的压应力或张应力。
[0009]可选的，包括：所述衬底位于晶圆的第一面，所述晶圆还具有与所述第一面相对的第二面；所述介质层内具有第一应力；位于所述第二面上具有辅助介质层，所述辅助介质层内具有第二应力，所述第一应力和所述第二应力的方向相同。
[0010]可选的，所述第一应力包括平行于所述衬底表面方向的压应力或张应力；所述第二应力包括平行于所述衬底表面方向的压应力或张应力。
[0011]可选的，所述介质层的厚度范围为5μm至20μm；所述深沟槽的深宽比范围为2：1至10：1。
[0012]可选的，所述接触层的厚度范围为200nm至700nm。
[0013]可选的，所述第二极板在所述第一极板表面的投影位于所述第一极板的范围内。
[0014]相应的，本专利技术的技术方案还提供一种数字隔离器结构的形成方法，包括：提供衬
底；在所述衬底表面形成第一极板以及位于所述第一极板上的介质层；刻蚀所述介质层直到暴露出所述第一极板，在所述介质层内形成深沟槽；在所述深沟槽底部和侧壁表面形成接触层和位于所述接触层至少部分表面的绝缘层，所述绝缘层封闭所述深沟槽的顶部；在所述介质层表面形成引出电极层和第二极板，所述引出电极层还位于所述接触层顶部表面。
[0015]可选的，所述接触层的形成方法包括：在所述深沟槽和所述介质层表面形成接触材料层；平坦化所述接触材料层，直到暴露出所述介质层表面，形成所述接触层。
[0016]可选的，所述接触材料层的形成工艺包括化学气相沉积工艺。
[0017]可选的，所述绝缘层的形成方法包括：在形成所述接触材料层之后，在所述深沟槽内和所述介质层表面形成绝缘材料层，所述绝缘材料层封闭所述深沟槽顶部；平坦化所述绝缘材料层直到暴露出所述介质层表面。
[0018]可选的，所述绝缘材料层的形成工艺包括亚常压化学气相沉积、高密度等离子体化学气相沉积工艺或高深宽比沉积工艺。
[0019]可选的，所述介质层包括若干层重叠的介质材料层，相邻介质材料层内的应力方向相反。
[0020]可选的，各介质材料层内具有平行于所述衬底表面方向的压应力或张应力。
[0021]可选的，所述衬底位于晶圆的第一面，所述晶圆还具有与所述第一面相对的第二面；所述介质层内具有第一应力；所述方法还包括：在形成所述介质层之后，且在形成所述深沟槽之前，在所述第二面上形成辅助介质层，所述辅助介质层内具有第二应力，所述第一应力和所述第二应力的方向相同。
[0022]可选的，所述第一应力包括平行于所述衬底表面方向的压应力或张应力；所述第二应力包括平行于所述衬底表面方向的压应力或张应力。
[0023]可选的，所述接触层和所述深沟槽侧壁之间还具有阻挡层。
[0024]可选的，所述介质层的厚度范围为5μm至20μm；所述深沟槽的深宽比范围为2：1至10：1。
[0025]可选的，所述接触层的厚度范围为200nm至700nm。
[0026]可选的，所述深沟槽的形成工艺包括干法刻蚀工艺。可选的，所述接触层的材料包括钨。
[0027]可选的，所述第二极板在所述第一极板表面的投影位于所述第一极板的范围内。
[0028]现有技术相比，本专利技术实施例的技术方案具有以下有益效果：
[0029]本专利技术技术方案提供的数字隔离器结构的形成方法中，刻蚀所述介质层直到暴露出所述第一极板，在所述介质层内形成深沟槽，在所述深沟槽底部和侧壁表面形成接触层和位于所述接触层至少部分表面的绝缘层，所述绝缘层封闭所述深沟槽的顶部，仅采用一次光刻工艺形成深沟槽，并在深沟槽内形成接触层的方式，使所述第一极板电路引出，减少了工艺工序，有利于节约生产成本；另外，所述接触层不需要填满所述深沟槽，进一步节约了导电材料成本。
[0030]进一步，所述介质层包括若干层重叠的介质材料层，相邻介质材料层内的应力方向相反，使相邻两层介质材料层内的应力抵消或部分抵消，可以减少介质层内的应力，进而减少晶圆翘曲，以及大的晶圆翘曲度对工艺造成的不良影响。
[0031]进一步，所述衬底位于晶圆的第一面，所述晶圆还具有与所述第一面相对的第二面；所述介质层内具有第一应力；所述方法还包括：在形成所述介质层之后，且在形成所述深沟槽之前，在所述第二面上形成辅助介质层，所述辅助介质层内具有第二应力，所述第一应力和所述第二应力的方向相同。采用在晶圆第二面形成辅助介质层的方式，减少介质层内应力造成的晶圆翘曲；同时，由于所述介质层和所述辅助介质层位于晶圆相对的两面，因此，所述介质层和所述辅助介质层可以通过同一工艺形成，即薄膜制备设备仅需要调制出具有一种应力类型(即张应力或压应力)的介质膜，减少了工艺难度。
附图说明
[0032]图1是一种数字隔离器结构形成过程的剖面示意图；
[0033]图2是另一种数字隔离器结构形成过程的剖面示意图；
[0034]图3至图10是本专利技术一实施例的数字隔离器结构的形成方法各步骤的结构示意图；
[0035]图11是本专利技术另一实施例的数字隔离器结构的形成方法各步骤的结构示意图。
具体实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数字隔离器结构，其特征在于，包括：衬底；位于所述衬底表面的第一极板以及位于所述第一极板上的介质层；位于所述介质层内的深沟槽，所述深沟槽暴露出所述第一极板；位于所述深沟槽底部和侧壁表面的接触层和位于所述接触层至少部分表面的绝缘层，所述绝缘层封闭所述深沟槽的顶部；位于所述介质层表面的引出电极层和第二极板，所述引出电极层还位于所述接触层顶部表面。2.如权利要求1所述的数字隔离器结构，其特征在于，所述介质层包括若干层重叠的介质材料层，相邻介质材料层内的应力方向相反。3.如权利要求2所述的数字隔离器结构，其特征在于，各介质材料层内具有平行于所述衬底表面方向的压应力或张应力。4.如权利要求1所述的数字隔离器结构，其特征在于，包括：所述衬底位于晶圆的第一面，所述晶圆还具有与所述第一面相对的第二面；所述介质层内具有第一应力；位于所述第二面上具有辅助介质层，所述辅助介质层内具有第二应力，所述第一应力和所述第二应力的方向相同。5.如权利要求4所述的数字隔离器结构，其特征在于，所述第一应力包括平行于所述衬底表面方向的压应力或张应力；所述第二应力包括平行于所述衬底表面方向的压应力或张应力。6.如权利要求1所述的数字隔离器结构，其特征在于，所述介质层的厚度范围为5μm至20μm；所述深沟槽的深宽比范围为2：1至10：1。7.如权利要求1所述的数字隔离器结构，其特征在于，所述接触层的厚度范围为200nm至700nm。8.如权利要求1所述的数字隔离器结构，其特征在于，所述第二极板在所述第一极板表面的投影位于所述第一极板的范围内。9.一种数字隔离器结构的形成方法，其特征在于，包括：提供衬底；在所述衬底表面形成第一极板以及位于所述第一极板上的介质层；刻蚀所述介质层直到暴露出所述第一极板，在所述介质层内形成深沟槽；在所述深沟槽底部和侧壁表面形成接触层和位于所述接触层至少部分表面的绝缘层，所述绝缘层封闭所述深沟槽的顶部；在所述介质层表面形成引出电极层和第二极板，所述引出电极层还位于所述接触层顶部表面。10.如权利要求9所述的数字隔离器结构的形成方法，其特征在于，所述接触层的形成方法包括：在所述深沟槽和所述介质层表面形成接触材料层；平坦化所述接触材料层，直到暴露出所述介质层表面，形成所述接触层。11.如权利要求10所述的数...

【专利技术属性】
技术研发人员：金宏峰，杨宏旭，陈华伦，
申请(专利权)人：华虹半导体无锡有限公司，
类型：发明
国别省市：