專利名稱：半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其在金屬層與絕緣層上方設(shè)有互相部份交疊的 遮蔽層。
背景技術(shù)：
在微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS，Micro-Electro-Mechanical System)芯片制程中，當(dāng)其微機(jī) 電區(qū)與電子電路區(qū)設(shè)置于晶圓平面上不同位置時(shí)，在釋放(release)微機(jī)電元件使其成為 可動(dòng)件的過(guò)程中需要對(duì)微機(jī)電區(qū)進(jìn)行蝕刻，但必須保護(hù)電子電路區(qū)不被蝕刻劑侵蝕，因此 通常會(huì)以一整片的無(wú)晶硅(amorphous silicon)或鋁覆蓋。然而，此一整片的薄膜由于面 積過(guò)大，會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力及成為電性上的負(fù)載。本實(shí)用新型提供一種降低薄膜應(yīng)力及電性上負(fù)載的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，以解決現(xiàn)有技術(shù) 的問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容有鑒于以上所述，本實(shí)用新型的目的便是要提供一種較佳的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，以解決 上述需求。為達(dá)上述目的，就本實(shí)用新型的其中一個(gè)觀點(diǎn)而言，提供了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其包 含基板；位于基板上的金屬層、信道層與絕緣層；以及覆蓋于金屬層、信道層與絕緣層上 方，且互相部份交疊的遮蔽層。在其中一種較佳實(shí)施型態(tài)中，該遮蔽層宜為兩層以上的結(jié) 構(gòu)，以上下錯(cuò)位方式排列而部份交疊。當(dāng)該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)為包含電子電路區(qū)與微機(jī)電區(qū)的微 機(jī)電系統(tǒng)時(shí)，該兩層以上的遮蔽層遮蔽該電子電路區(qū)。以上結(jié)構(gòu)中，各遮蔽層可為金屬層或含硅材料層，其中金屬層的材料包含鋁，而含 硅材料層的材料包含碳化硅(SiA^O < x < 1)與無(wú)晶硅(Amorphous Silicon)。當(dāng)該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)為微機(jī)電系統(tǒng)時(shí)，其電子電路區(qū)中的頂層金屬可以不與任一遮蔽 層接觸，或僅與一層遮蔽層接觸，或與多于一層的遮蔽層接觸。頂層金屬所接觸的遮蔽層宜 為絕緣材料。下面通過(guò)具體實(shí)施例詳加說(shuō)明，當(dāng)更容易了解本實(shí)用新型的目的、技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn) 及其所達(dá)成的功效。

圖1 2顯示出本實(shí)用新型的第一實(shí)施例；圖3顯示出本實(shí)用新型的第二實(shí)施例；圖4 6顯示出本實(shí)用新型的第三實(shí)施例；圖7A、7B、8顯示出本實(shí)用新型的第四實(shí)施例。圖中符號(hào)說(shuō)明11基板[0015]21金屬層[0016]22信道層[0017]23,23'絕緣層[0018]31第一遮蔽層[0019]32第二遮蔽層[0020]100電子電路區(qū)[0021]110電子電路[0022]150隔離壁[0023]200微機(jī)電區(qū)[0024]210微機(jī)電元件
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型中的圖標(biāo)均屬示意，主要意在表示制程步驟以及各層之間的上下次序 關(guān)系，至于形狀、厚度與寬度則未依照比例繪制。本實(shí)用新型的特點(diǎn)之一在于提供部份交疊的遮蔽層，覆蓋于電子電路的上方，取 代現(xiàn)有技術(shù)中一整片的覆蓋層，以降低應(yīng)力和電性上的負(fù)載。在其中一種較佳實(shí)施型態(tài)中， 該遮蔽層宜為兩層以上的結(jié)構(gòu)，以上下錯(cuò)位方式排列而部份交疊。此種兩層以上部份交疊 的遮蔽層結(jié)構(gòu)可應(yīng)用于微機(jī)電元件制程中，在蝕刻釋放微機(jī)電元件的過(guò)程中保護(hù)電子電路 區(qū)，或亦可應(yīng)用于一般半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，作為頂層的護(hù)層。圖1 3說(shuō)明本實(shí)用新型的第一與第二實(shí)施例。請(qǐng)參閱圖1，首先提供一個(gè)基板 11，此基板11例如為硅基板，在基板11上例如以沉積、微影、蝕刻等方式形成金屬層21、信 道層22、與絕緣層23，該金屬層21與信道層22構(gòu)成電子電路的一部分(圖中省略繪示晶體 管元件與摻雜區(qū))。金屬層21的材料例如包含鋁或銅；絕緣層23的材料例如包含氧化硅、 摻氟氧化硅或低介電常數(shù)材料；信道層22例如包含銅或鎢。接著如圖2，通過(guò)沉積、微影、 蝕刻等方式形成部份交疊的第一遮蔽層31、與第二遮蔽層32，該遮蔽層31、32可覆蓋于基 本電路上方全部或部分的區(qū)域。第一遮蔽層31與第二遮蔽層32的材料可為相同或不同， 在本實(shí)施例中，其可為絕緣材料如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅等。又，雖然圖中并未 繪示，但在遮蔽層31、32中可視需要打開連接墊(bond pad，未示出)的區(qū)域，使電路可與外 部溝通。第一遮蔽層31與第二遮蔽層32的結(jié)構(gòu)亦可如圖3，在此第二實(shí)施例中，在第一遮 蔽層31之間形成絕緣層23’使其平坦化，絕緣層23’的材料可以與絕緣層23相同或不同， 且第一遮蔽層31與絕緣層23’的形成次序可以互換。圖4 6說(shuō)明本實(shí)用新型的第三實(shí)施例。第三實(shí)施例中的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)為一微機(jī)電 系統(tǒng)，其包含電子電路區(qū)100與微機(jī)電區(qū)200，而提供至少兩層以上遮蔽層的目的是在蝕刻 釋放微機(jī)電元件的過(guò)程中保護(hù)電子電路區(qū)100。請(qǐng)參閱圖4，首先提供一個(gè)基板11，此基板11例如為硅基板，在基板11上例如以 沉積、微影、蝕刻等方式形成金屬層21、信道層22、與絕緣層23，從而構(gòu)成電子電路110 (圖 中省略繪示晶體管元件與摻雜區(qū))、微機(jī)電元件210、與隔離電子電路區(qū)100與微機(jī)電區(qū)200 的隔離壁150。金屬層21的材料例如包含鋁或銅；絕緣層23的材料例如包含氧化硅、摻氟氧化硅或低介電常數(shù)材料；信道層22例如包含銅或鎢。接著如圖5A、5B或5C，通過(guò)沉積、微影、蝕刻等方式形成部份交疊的第一遮蔽層 31、與第二遮蔽層32，該遮蔽層31、32可覆蓋于電子電路110上方全部或部分的區(qū)域。圖 5A、5B與5C間的差異在于，圖5A中電子電路110的頂層金屬僅與第一遮蔽層31接觸，圖 5B中電子電路110的頂層金屬僅與第二遮蔽層32接觸，圖5C中則無(wú)任何限制。第一遮蔽 層31與第二遮蔽層32的材料可為相同或不同，其目的為阻擋對(duì)絕緣層23的蝕刻。當(dāng)絕緣 層23為氧化物時(shí)，遮蔽層31、32可為對(duì)氧化物蝕刻有高選擇比的任何材料，例如可為金屬 或含硅材料，金屬例如鋁，含硅材料例如無(wú)晶硅、碳化硅等，但至少遮蔽層31、32之一以選 用絕緣的無(wú)晶硅或碳化硅為佳，以使電子電路110的頂層金屬不致互相短路接觸。與頂層 金屬接觸的遮蔽層可為導(dǎo)電或絕緣，而以絕緣為佳。在遮蔽層31、32中可視需要打開連接 墊(bond pad，未示出)的區(qū)域，使電路可與外部溝通。以圖5A的實(shí)施例為例，接著如圖6，對(duì)微機(jī)電區(qū)200的絕緣層23進(jìn)行蝕刻，釋放微 機(jī)電元件210使其成為可動(dòng)件，即完成微機(jī)電系統(tǒng)的制作。當(dāng)絕緣層23為氧化物時(shí)，其蝕 刻方式例如可為氟化氫蒸氣蝕刻。圖5B或5C的實(shí)施例亦類似，不另繪示說(shuō)明。圖7A、7B、與8說(shuō)明本實(shí)用新型的第四實(shí)施例。接續(xù)圖4后，進(jìn)行圖7A或7B，通過(guò) 沉積、微影、蝕刻等方式形成部份交疊的第一遮蔽層31與第二遮蔽層32，并在第一遮蔽層 31之間形成絕緣層23’，使其平坦化，絕緣層23’的材料可以與絕緣層23相同或不同，且第 一遮蔽層31與絕緣層23’的形成次序可以互換。圖7A與7B間的差異在于，圖7A中電子電 路110的頂層金屬與第一遮蔽層31接觸，而圖7B中電子電路110的頂層金屬不與第一遮 蔽層31接觸。第一遮蔽層31與第二遮蔽層32的材料選擇與第三實(shí)施例相同，不另贅述。以圖7A的實(shí)施例為例，接著如圖8，對(duì)微機(jī)電區(qū)200的絕緣層23與23’進(jìn)行蝕刻， 釋放微機(jī)電元件210使其成為可動(dòng)件，即完成微機(jī)電系統(tǒng)的制作。當(dāng)絕緣層23為氧化物時(shí)， 其蝕刻方式例如可為氟化氫蒸氣蝕刻。圖7B的實(shí)施例亦類似，不另繪示說(shuō)明。以上已針對(duì)較佳實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本實(shí)用新型，只是以上所述，僅為使本領(lǐng)域技術(shù)人 員易于了解本實(shí)用新型的內(nèi)容，并非用來(lái)限定本實(shí)用新型的權(quán)利范圍。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人 員，當(dāng)可在本實(shí)用新型精神內(nèi)，立即思及各種等效變化。舉例而言，以上所述各實(shí)施例中的 材料、金屬層數(shù)等皆為舉例，還有其它各種等效變化的可能。故凡依本實(shí)用新型的概念與精 神所為之均等變化或修飾，均應(yīng)包括于本實(shí)用新型申請(qǐng)專利的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，包含基板；位于基板上的金屬層、信道層與絕緣層；以及覆蓋于金屬層、信道層與絕緣層上方，且互相部份交疊的遮蔽層。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，該金屬層與信道層構(gòu)成電子電路的 一部份。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，該遮蔽層為兩層以上的結(jié)構(gòu)，以上下 錯(cuò)位方式排列而部份交疊。
4.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，該兩層以上的遮蔽層至少其中之一 不導(dǎo)電。
5.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)為一微機(jī)電系統(tǒng)，其包 含電子電路區(qū)與微機(jī)電區(qū)，而該兩層以上的遮蔽層遮蔽該電子電路區(qū)。
6.如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，該兩層以上的遮蔽層材料包括下方 的第一遮蔽層、第一遮蔽層間的絕緣層、與上方的第二遮蔽層；該電子電路區(qū)具有頂層金屬 層，且此頂層金屬層不與第一遮蔽層、亦不與第二遮蔽層接觸。
7.如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，該兩層以上的遮蔽層材料包括下方 的第一遮蔽層與上方的第二遮蔽層；該電子電路區(qū)具有頂層金屬層，且此頂層金屬層僅與 第一遮蔽層或第二遮蔽層之一接觸。
8.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，該第一遮蔽層與第二遮蔽層至少其 中之一不導(dǎo)電。
9.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，該頂層金屬層所接觸的第一遮蔽層 或第二遮蔽層之一不導(dǎo)電。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包含基板；位于基板上的金屬層、信道層與絕緣層；以及覆蓋于金屬層、信道層與絕緣層上方不同位置，且互相部份交疊的遮蔽層。當(dāng)該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)為包含電子電路區(qū)與微機(jī)電區(qū)的微機(jī)電系統(tǒng)時(shí)，該遮蔽層遮蔽該電子電路區(qū)。本實(shí)用新型可降低薄膜應(yīng)力及電性上的負(fù)載。
文檔編號(hào)B81B7/02GK201605162SQ20092027267
公開日2010年10月13日 申請(qǐng)日期2009年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月17日
發(fā)明者呂志宏, 徐新惠, 李昇達(dá), 王傳蔚 申請(qǐng)人:原相科技股份有限公司