高压隔离器件及其制作方法技术

本公开的实施例涉及高压隔离器件及其制作方法

【技术实现步骤摘要】
高压隔离器件及其制作方法


[0001]本公开的实施例主要涉及半导体领域，并且更具体地，涉及高压隔离器件及其制作方法
。

技术介绍

[0002]高压隔离在汽车系统以及其他工业领域中十分常见，其通过隔离防护的方式可以消除高电压与接地电压之间的电位差对半导体元器件的不利影响
。
近年来，采用电容式或电感式的高压隔离器件变得越来越普遍
。
然而，传统的高压隔离器件的结构比较复杂，制作工艺中包含多次掩膜
(mask)
操作，因此增加了工艺难度和成本
。
如何提供一种具有简化结构并且便于制作的高压隔离器件是当前亟待解决的问题
。

技术实现思路

[0003]根据本公开的示例实施例，提供了一种新的高压隔离器件制作方案
。
[0004]在本公开的第一方面中，提供了一种高压隔离器件，包括：第一金属层，具有彼此绝缘的第一部分和第二部分；第二金属层，位于所述第一金属层之上，并且具有彼此绝缘的第三部分和第四部分，所述第三部分与所述第一部分相对应，所述第四部分与所述第二部分相对应；以及电介质层，位于所述第一金属层与所述第二金属层之间，并且具有连通所述第一部分与所述第三部分的沟槽，其中在所述沟槽内布置有用于电连接所述第一部分与所述第三部分的导电材料，并且在布置有所述导电材料的所述沟槽中还填充有绝缘材料
。
[0005]在某些实施例中，所述第一金属层被布置为位于半导体衬底中的半导体器件及其布线上并且所述第一金属层的所述第一部分与所述半导体器件电连接
。
[0006]在某些实施例中，所述沟槽被布置为将所述半导体器件及其布线电连接至焊盘，所述焊盘是所述第二金属层中裸露于其上表面的钝化层的部分
。
[0007]在某些实施例中，所述第一金属层的所述第二部分与所述第二金属层的所述第四部分被布置为形成高压隔离电容和高压隔离电感中的至少一个
。
[0008]在某些实施例中，所述导电材料至少包括：第一导电部，通过在所述沟槽的侧壁和底部上沉积而形成，以电连接所述第一部分与所述第三部分；以及第二导电部，通过所述绝缘材料与所述第一导电部至少部分地间隔，以电连接所述第一部分与所述第三部分
。
[0009]在某些实施例中，所述导电材料是堆叠层，所述堆叠层包括：第一阻挡层，与所述沟槽侧壁和底部接触；第二阻挡层，与所述绝缘材料接触；以及导电金属层，位于所述第一阻挡层与所述第二阻挡层之间
。
[0010]在某些实施例中，所述导电材料包括如下材料中的至少一种：钨
、
铝以及铜
。
[0011]在某些实施例中，所述沟槽的与所述第一部分相连的开口的第一宽度小于或等于所述沟槽的与所述第三部分相连的开口的第二宽度
。
[0012]在某些实施例中，所述沟槽的与所述第三部分相连的开口的第二宽度大于或等于
0.25um。
优选地，该第二宽度大于或等于
0.5um。
优选地，该第二宽度大于或等于
1um。
优选
地，该第二宽度大于或等于
2um。
优选地，该第二宽度大于或等于
5um。
优选地，该第二宽度大于或等于
10um。
[0013]在某些实施例中，所述电介质层的位于所述第二部分与所述第四部分之间的部分的厚度与所述高压隔离器件的耐压值相关联
。
[0014]在某些实施例中，所述电介质层的位于所述第二部分与所述第四部分之间的部分的厚度在
0.5um
到
20um
的范围内
。
优选地，该厚度在
0.6um
到
15um
的范围内
。
优选地，该厚度在
0.7um
到
10um
的范围内
。
优选地，该厚度在
0.6um
到
6um
的范围内
。
优选地，该厚度在
1um
到
3um
的范围内
。
[0015]在某些实施例中，所述电介质层的位于所述第二部分与所述第四部分之间的部分的厚度与所述沟槽的与所述第三部分相连的开口的第二宽度的比值小于
3:1。
[0016]在某些实施例中，所述电介质层包括多层电介质
。
[0017]在本公开的第二方面中，提供了一种电子器件，包括：如本公开的第一方面所述的高压隔离器件；以及附加高压隔离器件，其中所述附加高压隔离器件至少包括：第三金属层，与所述第二金属层的所述第四部分电连接；第四金属层，位于与所述半导体器件不同的附加半导体器件及其布线上并且与所述附加半导体器件电连接；以及附加电介质层，位于所述第三金属层与所述第四金属层之间
。
[0018]在本公开的第三方面中，提供了一种制作高压隔离器件的方法，包括：在包含半导体器件及其布线的半导体衬底上通过沉积和蚀刻形成第一金属层，所述第一金属层具有彼此绝缘的第一部分和第二部分；在所述第一金属层上沉积电介质层；蚀刻所述电介质层，直至露出所述第一部分，以形成沟槽；至少沿所述沟槽的侧壁和底部布置导电材料；在所述沟槽中的由所述导电材料形成的腔体内至少填充绝缘材料；以及通过沉积和蚀刻形成第二金属层，所述第二金属层具有彼此绝缘的第三部分和第四部分，所述第三部分与所述第一部分相对应，所述第四部分与所述第二部分相对应，其中所述导电材料用于电连接所述第一部分与所述第三部分
。
[0019]在某些实施例中，布置所述导电材料包括：沿所述沟槽的侧壁和底部沉积第一阻挡层；在所述第一阻挡层的露出表面上沉积导电金属层；以及在所述导电金属层的露出表面上沉积第二阻挡层
。
[0020]在某些实施例中，布置所述导电材料包括：在形成所述沟槽的所述电介质层的露出表面上布置所述导电材料，其中所述导电材料是堆叠层，所述堆叠层包括：第一阻挡层，与所述沟槽侧壁和底部接触；第二阻挡层，与所述绝缘材料接触；以及导电金属层，位于所述第一阻挡层与所述第二阻挡层之间
。
[0021]在某些实施例中，至少填充所述绝缘材料包括：在所述导电材料的露出表面上沉积所述绝缘材料
。
[0022]在某些实施例中，形成所述第二金属层包括：通过平坦化工艺移除所述导电材料和所述绝缘材料的位于所述电介质层上方的部分，以露出所述电介质层；以及在所述电介质层上通过沉积和蚀刻形成所述第二金属层，所述第二金属层与所述导电材料电连接
。
[0023]在某些实施例中，蚀刻所述电介质层包括：在所述电介质层上沉积硬掩膜层；在所述硬掩膜层上沉积光刻胶层，所述光刻胶层被显影，以定义用于形成所述沟槽的蚀刻位置；在所述蚀刻位置处蚀刻所述硬掩膜层；移除所述光刻胶层；以及通过蚀刻被经蚀刻的所述
硬掩膜层覆盖的所述电介质层，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种高压隔离器件，包括：第一金属层，具有彼此绝缘的第一部分和第二部分；第二金属层，位于所述第一金属层之上，并且具有彼此绝缘的第三部分和第四部分，所述第三部分与所述第一部分相对应，所述第四部分与所述第二部分相对应；以及电介质层，位于所述第一金属层与所述第二金属层之间，并且具有连通所述第一部分与所述第三部分的沟槽，其中在所述沟槽内布置有用于电连接所述第一部分与所述第三部分的导电材料，并且在布置有所述导电材料的所述沟槽中还填充有绝缘材料
。2.
根据权利要求1所述的高压隔离器件，其中所述第一金属层被布置为位于半导体衬底中的半导体器件及其布线上并且所述第一金属层的所述第一部分与所述半导体器件电连接
。3.
根据权利要求2所述的高压隔离器件，其中所述沟槽被布置为将所述半导体器件及其布线电连接至焊盘，所述焊盘是所述第二金属层中裸露于其上表面的钝化层的部分
。4.
根据权利要求1所述的高压隔离器件，其中所述第一金属层的所述第二部分与所述第二金属层的所述第四部分被布置为形成高压隔离电容和高压隔离电感中的一个
。5.
根据权利要求1所述的高压隔离器件，其中所述导电材料至少包括：第一导电部，通过在所述沟槽的侧壁和底部上沉积而形成，以电连接所述第一部分与所述第三部分；以及第二导电部，通过所述绝缘材料与所述第一导电部至少部分地间隔，以电连接所述第一部分与所述第三部分
。6.
根据权利要求1所述的高压隔离器件，其中所述沟槽的与所述第三部分相连的开口的第二宽度大于或等于
0.25um。7.
根据权利要求1所述的高压隔离器件，其中所述电介质层的位于所述第二部分与所述第四部分之间的部分的厚度与所述高压隔离器件的耐压值相关联
。8.
根据权利要求1所述的高压隔离器件，其中所述电介质层的位于所述第二部分与所述第四部分之间的部分的厚度在
0.5um
到
20um
的范围内
。9.
根据权利要求1所述的高压隔离器件，其中所述电介质层的位于所述第二部分与所述第四部分之间的部分的厚度与所述沟槽的与所述第三部分相连的开口的第二宽度的比值小于
3:1。10.
一种电子器件，包括：如权利要求2至9中任一项所述的高压隔离器件；以及附加高压隔离器件，其中所述附加高压隔离器件至少包括：第三金属层，与所述第二金属层的所述第四部分电连接；第四金属层，位于与所述半导体器件不同的附加半导体器件及其布线上并且与所述附加半导体器件电连接；以及附加电介质层，位于所述第三金属层与所述第四金属层之间
。11.
一种制作高压隔离器件的方法，包括：在包含半导体器件及其布线的半导体衬底上通过沉积和蚀刻形成第一金属层，所述第
一金属层具有彼此绝缘的第一部分和第二部分；在所述第一金属层上沉积电介质层；蚀刻所述电介质层，直至露出所述第一部分，以形成沟槽；至少沿所述沟槽的侧壁和底部布置导电材料；在所述沟槽中的由所述导电材料形成的腔体内至少填充绝缘材料；以及通过沉积和蚀刻形成第二金属层，所述第二金属层具有彼此绝缘的第三部分和第四部分，所述第三部分与所述第一部分相对应，所述第四部分与所述第二部分相对应，其中所述导电材料用于电连接所述第一部分与所述第三部分
。12.
根据权利要求
11
所述的方法，其中布置所述导电材料包括：在形成所述沟槽的所述电介质层的露出表...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永，吴建刚，
申请(专利权)人：屹世半导体上海有限公司，
类型：发明
国别省市：