形成半导体器件的方法和半导体结构技术

提供了半导体结构及其形成方法

【技术实现步骤摘要】
形成半导体器件的方法和半导体结构


[0001]本专利技术的实施例涉及形成半导体器件的方法和半导体结构
。

技术介绍

[0002]集成电路
(IC)
行业经历了指数级增长
。IC
材料和设计中的技术进步已经产生了多代
IC
，其中每一代都具有比上一代更小且更复杂的电路
。
在
IC
发展的过程中，功能密度
(
即，每芯片面积的互连器件的数量
)
普遍增加，而几何尺寸
(
即，可以使用制造工艺创建的最小组件
(
或线
))
已经减小
。
这种按比例缩小的工艺通常通过提高生产效率和降低相关成本来提供益处
。
[0003]最近尝试集中在通孔上，例如硅贯通孔或衬底贯通孔
(TSV)。
已发现
TSV
在三维
(3D)IC
中的应用，用以将电信号从
IC
的硅衬底的一侧路由到其另一侧
。
通常，通过蚀刻穿过衬底的垂直通孔开口并用诸如铜的导电材料填充通孔开口来形成
TSV。
已经开发出保护结构，诸如保护环，以在制造工艺期间保护
TSV
免受湿气侵害
。TSV
和保护环通常包括仅在后段制程
(BEOL)
工艺中形成的部件
。
这样的仅
BEOL
的
TSV
可能会对周围结构产生压力并导致可靠性问题，以及较差的等离子体诱导损伤
(PID)
保护
。
因此，虽然现有的
TSV
结构通常足以满足其预期目的，但它们并非在所有方面都是令人满意的
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的一些实施例提供了一种形成半导体器件的方法，该方法包括：在衬底上形成有源区域；在有源区域上方形成互连结构，互连结构包括多个介电层和设置在介电层内的保护环；蚀刻穿过互连结构和有源区域的至少第一部分的开口，开口延伸进入衬底中；以及在开口内形成通孔结构，在沿着垂直于衬底的顶表面的方向观察时，通孔结构由保护环围绕
。
[0005]本专利技术的另一些实施例提供了一种形成半导体器件的方法，该方法包括：在衬底上形成多个第一鳍；在衬底上形成多个第二鳍，其中，在半导体器件的俯视图中，第二鳍环绕第一鳍；在第二鳍上形成接触插塞；在衬底上方沉积互连结构，其中，互连结构包括从接触插塞向上延伸的保护环；蚀刻互连结构以形成开口；延伸开口以穿过第一鳍并进入衬底中；以及在开口中沉积通孔结构，其中，在俯视图中，保护环环绕通孔结构
。
[0006]本专利技术的又一些实施例提供了一种半导体结构，该半导体结构包括：衬底；多个鳍，从衬底突出；互连结构，位于多个鳍上方；保护环结构，设置在互连结构中；通孔结构，垂直地延伸穿过由保护环结构围绕的区域并且穿过多个鳍和衬底；以及阻挡层，设置在通孔结构的侧壁上并且将通孔结构与衬底电隔离
。
附图说明
[0007]当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳理解本公开
。
需要强调的是，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制并且仅用于说明目的
。
实际上，为了清楚的讨
论，各个部件的尺寸可以任意地增大或减小
。
[0008]图1是示出根据本公开的各个方面的形成器件结构和穿过器件结构的通孔结构的方法的实施例的流程图
。
[0009]图
2、
图
3、
图
6、
图
7、
图
9、
图
10、
图
11、
图
12、
图
13、
图
14、
图
15、
图
16、
图
17
和图
19
是根据本公开的各个方面的经过图1中方法的操作的工件的局部截面图
。
[0010]图
4、
图
5A、
图
5B、
图
5C、
图
5D、
图
8、
图
18A、
图
18B、
图
18C、
图
18D
和图
20
是根据本公开的各个方面的经过图1中方法的操作的工件的透视俯视图
。
具体实施方式
[0011]本公开一般涉及集成电路器件，并且更具体地，涉及用于集成电路器件的互连结构
。
[0012]以下公开内容提供了许多用于实现所提供主题的不同部件的不同实施例或实例
。
下面描述了组件和布置的具体实例以简化本公开
。
当然，这些仅仅是实例，而不旨在限制
。
例如，以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接触形成的实施例，并且也可以包括可以在第一部件和第二部件之间形成的额外的部件，从而使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例
。
此外，本公开可以在各个实例中重复参考标号和
/
或字符
。
该重复是为了简单和清楚的目的，并且其本身不指示所讨论的各个实施例和
/
或配置之间的关系
。
[0013]而且，为便于描述，在此可以使用诸如“在
…
之下”、“在
…
下面”、“下部”、“在
…
之上”、“上部”等空间相对术语，以描述如图所示的一个元件或部件与另一个
(
或另一些
)
原件或部件的关系
。
除了图中所示的方位外，空间相对术语旨在包括器件在使用或操作中的不同方位
。
装置可以以其他方式定向
(
旋转
90
度或在其他方位上
)
，而本文使用的空间相对描述符可以同样地作出相应的解释
。
[0014]此外，如本领域普通技术人员所理解的，当用“约”、“大约”等描述数值或数值范围时，该术语旨在涵盖考虑到制造期间固有出现变化的合理范围内的数值
。
例如，基于与制造具有与该数值相关特性的部件相关的已知制造公差，数值或数值范围涵盖包括所描述数值的合理范围，诸如在所描述数值的
+/
‑
10
％以内
。
例如，具有“约
5nm”厚度的材料层可以涵盖从
4.25nm
到
5.75nm
的尺寸范围，其中如本领域的普通技术人员已知的，与沉积材料层相关的制造公差已知为
±
15
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种形成半导体器件的方法，包括：在衬底上形成有源区域；在所述有源区域上方形成互连结构，所述互连结构包括多个介电层和设置在所述介电层内的保护环；蚀刻穿过所述互连结构和所述有源区域的至少第一部分的开口，所述开口延伸进入所述衬底中；以及在所述开口内形成通孔结构，在沿着垂直于所述衬底的顶表面的方向观察时，所述通孔结构由所述保护环围绕
。2.
根据权利要求1所述的方法，其中，所述有源区域为鳍状有源区域
。3.
根据权利要求2所述的方法，其中，所述鳍状有源区域包括从所述衬底连续突出的结晶半导体材料
。4.
根据权利要求2所述的方法，其中，所述鳍状有源区域包括插入在彼此上方的第一半导体层和第二半导体层的外延堆叠件，所述第一半导体层和所述第二半导体层包括不同的材料组成
。5.
根据权利要求1所述的方法，其中，所述通孔结构与所述有源区域的所述第一部分的每个接触
。6.
根据权利要求1所述的方法，其中，所述保护环悬垂在所述有源区域的第二部分上方并且与所述有源区域的所述第二部分电连接
。7.
根据权利要求6所述的方法，还包括：在所述有源...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨芷欣，赖彦良，陈殿豪，王茂南，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：