專利名稱：導(dǎo)體軌道裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與一種導(dǎo)體軌道裝置及其相關(guān)制造方法有關(guān)，特別是一種具有所謂”空氣間隙”空穴的導(dǎo)體軌道裝置。
背景技術(shù)：
導(dǎo)體軌道裝置是特別使用在半導(dǎo)體技術(shù)中，以實(shí)施半導(dǎo)體組件的布線。在此裝置中，通常在例如像是一種半導(dǎo)體基板的電力傳導(dǎo)承載基板上，形成介電質(zhì)層或絕緣層，并在此之上形成一電力傳導(dǎo)導(dǎo)體軌道層，在進(jìn)行圖形化之后，所述導(dǎo)體軌道層便代表最后的導(dǎo)體軌道。在此之后，連續(xù)地形成另一絕緣層與電力傳導(dǎo)層，其造成的層堆棧也藉由利用所謂的”通道(vias)”而提供復(fù)雜的接線圖形。
所述導(dǎo)體軌道裝置的電力特性與所使用的材料有關(guān)，特別是與每單位導(dǎo)體軌道斷面面積或斷面長度的導(dǎo)體軌道電力傳導(dǎo)性及其寄生電容有關(guān)。
隨著集成半導(dǎo)體電路的封裝密度增加，在所述金屬化層中所形成的導(dǎo)體軌道彼此之間也具有更減少的空間。除了前述介于所述導(dǎo)體軌道之間的電容增加以外，這也造成一種在所述半導(dǎo)體芯片中，信號延遲的增加、功率耗費(fèi)以及干擾。當(dāng)使用二氧化硅(SiO2)做為介于所述導(dǎo)體軌道之間的介電質(zhì)時(shí)，其介電常數(shù)k值大約為3.9，其代表一參考數(shù)值，這些問題一般是利用將所述導(dǎo)體軌道的接線布置最佳化而解決。
從文件US 5 461 003 A，已知一導(dǎo)體軌道裝置中的空氣間隙是用來減少鄰近導(dǎo)體軌道之間的電容耦合，利用一種多孔隙介電質(zhì)阻抗層，以移除所述空氣間隙所需要犧牲層，并在同時(shí)確保適當(dāng)?shù)牧W(xué)穩(wěn)定性。
從文件DE 101 407 54 A1，也已知一種導(dǎo)體軌道裝置以及相關(guān)的制造方法，其中形成多數(shù)個空氣間隙，并以一種介于各別導(dǎo)體軌道之間，或在各別導(dǎo)體軌道之上的溝渠形式配置，以減少這種耦合電容、功率損失與干擾。
然而，在此其不利的因素為所述已知的制造方法是極度復(fù)雜并因此相當(dāng)耗費(fèi)成本，而所述完成的導(dǎo)體軌道裝置只具有適當(dāng)?shù)牧W(xué)穩(wěn)定性。此外，耦合電容的減少并非最佳化。另外，在電移動情況中可以看到鄰近導(dǎo)體軌道對于短電路現(xiàn)象的敏感程度。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的基本目標(biāo)為建立一種導(dǎo)體軌道裝置與相關(guān)的制造方法，其中進(jìn)一步減少所述耦合電容，且改善其力學(xué)與電力特性。
根據(jù)本發(fā)明，此目標(biāo)是利用權(quán)利要求1的導(dǎo)體軌道裝置特征，以及權(quán)利要求11的制造方法手段所達(dá)成。
也在所述導(dǎo)體軌道下方側(cè)向建立額外的空穴或是”空氣間隙”，其可以明顯地降低寄生耦合電容與干擾等等，同時(shí)提供高度力學(xué)穩(wěn)定性，而所述導(dǎo)體軌道的寬度則大于所述承載軌道的寬度。
關(guān)于所述方法，所述介電質(zhì)承載軌道是利用所述導(dǎo)體軌道做為屏蔽，從一承載層以一種自我對準(zhǔn)的方式所形成，藉此可以利用特別有效成本的方式并且不需要其它屏蔽，實(shí)施改良的導(dǎo)體軌道裝置。
在所述導(dǎo)體軌道、所述承載軌道與所述基板或所述承載層的表面上，較佳的是分別對著所述空穴形成絕緣層，因此由電移動所形成在鄰近導(dǎo)體軌道之間的短電路現(xiàn)象便可以被顯著減少。在此背景中所應(yīng)該指出的是，一方面此絕緣層覆蓋所述導(dǎo)體軌道的暴露表面，其至少阻擋在所述空穴中由于電移動過程所造成的導(dǎo)體軌道材料向外擴(kuò)散。然而，特別是這種絕緣層，可避免介于因?yàn)榇颂幚硭斐舌徑鼘?dǎo)體軌道之間的短電路現(xiàn)象。
此絕緣層較佳的是利用一種阻抗層是于一站中，其覆蓋所述導(dǎo)體軌道并隔離或密封所述空穴。這進(jìn)一步簡化了制造方法并降低成本。
所實(shí)施的制造方式特別是一種非保護(hù)化學(xué)氣相沈積(CVD)處理，其硅甲烷(SiH4)∶一氧化二氮(N2O)為1∶5至1∶20的比例，在1至10托耳(133至1333帕)的壓力下，攝氏350至450度的溫度，以及200至400瓦的無線頻率功率。利用此特別的沈積處理與特別的相關(guān)參數(shù)，可以在所述導(dǎo)體軌道所有暴露表面上形成具有高品質(zhì)的上述絕緣層，而介于所述導(dǎo)體軌道之間的空穴則在同時(shí)被覆蓋，或朝向其頂部密封。此進(jìn)一步降低制造成本，并具有改良電力特性。
所述基板較佳的也可以精確地具體指明一種蝕刻阻障，以決定所述部分空穴浮雕的深度，其使得所述處理獲得較佳控制。然而，做為替代，即使在不具有這樣的蝕刻阻障而利用監(jiān)測預(yù)定蝕刻時(shí)間的方式，也可以設(shè)定一對應(yīng)的預(yù)定蝕刻深度。在此方法中，可利用成本有效的方式制造具有自我對準(zhǔn)支撐結(jié)構(gòu)的導(dǎo)體軌道裝置，而無須使用額外的微影步驟，并具有良好的力學(xué)穩(wěn)定性。
本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)將在另外的子權(quán)利要求中給予特征。


在后續(xù)描述中，本發(fā)明將利用示范實(shí)施例及參考圖示的方式詳細(xì)描述，其中圖1A至圖1D顯示簡化斷面圖標(biāo)，用以描述在制造根據(jù)本發(fā)明第一示范實(shí)施例導(dǎo)體軌道裝置期間的基本方法步驟；以及圖2A至圖2D顯示簡化斷面圖標(biāo)，用以描述在制造根據(jù)本發(fā)明第二示范實(shí)施例導(dǎo)體軌道裝置期間的基本方法步驟。
具體實(shí)施例方式
圖1A至圖1D顯示簡化斷面圖標(biāo)，用以描述在制造根據(jù)本發(fā)明第一示范實(shí)施例導(dǎo)體軌道裝置期間的基本方法步驟，其實(shí)施一種所謂的”嵌入制程”，以形成導(dǎo)體軌道。這樣的處理對于專家是已知的，因此在后續(xù)內(nèi)文中將省略其詳細(xì)描述。
本發(fā)明所顯示的特定優(yōu)點(diǎn)，是特別對于一第一金屬化層所討論，換言之，一最下方導(dǎo)體軌道層是緊接鄰近位于所述未顯示的半導(dǎo)體基板，因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明的空穴范圍側(cè)向位于所述導(dǎo)體軌道下方，特別對于位于下方的半導(dǎo)體基板或是位于下方的導(dǎo)體軌道而言，能導(dǎo)致一種所述導(dǎo)體軌道的耦合電容降低。
根據(jù)圖1A，導(dǎo)體軌道4的導(dǎo)體軌道圖形則利用一種嵌入制程的方式形成于一較佳介電質(zhì)基板之中。更詳細(xì)的表述，根據(jù)所述第一示范實(shí)施例的基板可以具有一第一介電質(zhì)或一第一介電質(zhì)層1、形成于其上的一蝕刻阻障2，以及形成在所述蝕刻阻障2上的一第二介電質(zhì)層3。原則上來說其它的材料以及特定的硅及/或金屬，也可以做為這些層1、2、3。此層序列較佳的是位于所述半導(dǎo)體基板(未顯示)與一第一金屬化層，或是介于各別的金屬化層之間，以做為中間介電質(zhì)。
對于所述第一與第二介電質(zhì)1與3而言，其例如可以使用二氧化硅(SiO2)，而氮化硅(Si3N4)層則可以做為所述蝕刻阻障2。做為替代，所謂的低參數(shù)k值介電質(zhì)，其對于以所述二氧化硅(SiO2)做為參考值而言具有例如k＝1至3.9的較低介電常數(shù)，也可以做為所述介電質(zhì)1與3。同樣的，對于氮化硅(Si3N4)而言一樣具有降低介電常數(shù)的替代層，也可以做為所述較佳氮化硅(Si3N4)蝕刻阻障2的替代。當(dāng)使用這種低參數(shù)k值介電質(zhì)時(shí)，就其本身而言便可明顯減少其寄生耦合電容。在所述低參數(shù)k值介電質(zhì)之中，舉例而言，含碳或含氟的化合物是特別有利的。舉例而言，在此情況中，可以利用二氧化硅(SiO2)、碳化硅(SiC)或氮碳化硅(SiCN)以取代氮化物，以實(shí)施所述蝕刻阻障2。自然地，也可以使用替代結(jié)合材料，做為所述介電質(zhì)與所述蝕刻阻障。
利用一種傳統(tǒng)的嵌入制程(或雙嵌入制程)，現(xiàn)在便在所述最頂層，換言之，第二介電質(zhì)3上分別形成多數(shù)導(dǎo)體軌道圖形或所述導(dǎo)體軌道4。在所述第二介電質(zhì)3中形成溝渠之后，較佳的是在所述溝渠的表面上，例如利用物理氣相沈積(PVD)、化學(xué)氣相沈積(CVD)或原子層沈積(ALD)的方法先沈積一阻障層(未顯示)，以避免所述導(dǎo)體軌道4的導(dǎo)體軌道材料向外擴(kuò)散，特別是進(jìn)入所述半導(dǎo)體基板之中。在此之后，一用來促進(jìn)所述實(shí)際導(dǎo)體軌道材料沈積的種子層(未顯示)，可以利用噴濺在所述阻障層表面上的方式而較佳地形成。最后，所述實(shí)際導(dǎo)體軌道材料便形成于所述種子層上，或直接地形成于所述阻障層上，并完全填充所述溝渠。在進(jìn)行例如像是化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)處理的平面化步驟之后，便獲得在圖1A中所顯示的斷面圖示。
當(dāng)使用銅(Cu)做為所述導(dǎo)體軌道4的導(dǎo)體軌道材料時(shí)，便可使用一種鍍處理，且特別是例如一種電鍍處理沈積在所述溝渠中的導(dǎo)體軌道材料。當(dāng)使用銅(Cu)做為導(dǎo)體軌道材料時(shí)，氮化鉭(TaN)/鉭(Ta)序列便提供一種阻障層。然而，做為替代，也可以使用鎢(W)做為導(dǎo)體軌道材料，并較佳的使用化學(xué)氣相沈積(CVD)填充所述溝渠，并使用鈦(Ti)/氮化鈦(TiN)層序列做為種子層。自然地，對于所述種子層、阻障層或所述導(dǎo)體軌道材料而言同樣也可以使用替代材料。
此外，像是鈷鎢磷化物(CoWP)或是鎳鉬磷化物(NiMoP)的阻障層(未顯示)較佳的也可以被選擇沈積在所述導(dǎo)體軌道4暴露表面上做為阻抗層，舉例而言，在平面化步驟之后，以同樣地避免導(dǎo)體軌道材料從此上方表面向外擴(kuò)散，特別是進(jìn)入所述半導(dǎo)體基板之中。
應(yīng)該指出的是，根據(jù)本發(fā)明在所述嵌入制程中所形成溝渠的深度，或是從所述蝕刻阻障2至所述溝渠底部的距離，定義了所述額外形成的空氣間隙高度，而因此形成寄生耦合電容。
根據(jù)圖1B，接著利用非等向性蝕刻處理的方式，移除介于所述導(dǎo)體軌道4至所述蝕刻阻障2之間的第二介電質(zhì)3。據(jù)此，所述導(dǎo)體軌道4與其阻障層，在蝕刻側(cè)上便分別不再由所述第二介電質(zhì)3所覆蓋，并因此自由地位在所述導(dǎo)體軌道4下方的剩余介電質(zhì)條上。所述非等向性，換言之指向蝕刻處理，可以利用例如干式蝕刻處理與特別是反應(yīng)離子蝕刻(RIE)的方式進(jìn)行。根據(jù)圖1B，在最初仍然維持等寬度的介電質(zhì)支撐結(jié)構(gòu)3便據(jù)此形成，而無須其它的微影步驟，并只需要利用所述導(dǎo)體軌道4做為屏蔽。
根據(jù)圖1C，在所述導(dǎo)體軌道4下方的所述剩余支撐介電質(zhì)3接著便利用一種等向性蝕刻處理的方式所縮小，換言之，一種像是濕式化學(xué)(氫氟酸，HF)蝕刻或是等向性干式蝕刻等的隨機(jī)蝕刻步驟，在這樣的方法中，所述導(dǎo)體軌道4的寬度B1將大于在下方所形成介電質(zhì)承載軌道(TB)的寬度B2。所述寬度(B2)較佳的是小于所述導(dǎo)體軌道4寬度B1或等于其一半，其在所述導(dǎo)體軌道4下方將側(cè)向地形成一種有效的大空氣間隙，以減少電容。如果所述承載軌道(TB)的寬度B2是近似于所述導(dǎo)體軌道4寬度B1的二分之一，對于在之后所制造的半導(dǎo)體芯片而言，將可額外地獲得所述導(dǎo)體軌道裝置的足夠高度力學(xué)強(qiáng)度。
根據(jù)圖1C，所述空間分離的導(dǎo)體軌道4現(xiàn)在是位在非常狹窄的鰭狀物上，或是分別位在所述蝕刻阻障2與所述下方第一介電質(zhì)1上的介電質(zhì)承載軌道TB上。此方法的特別優(yōu)點(diǎn)可以由其事實(shí)所見，特別是與傳統(tǒng)方法相比之下，這些支撐結(jié)構(gòu)或是承載軌道TB可以利用一種自我對準(zhǔn)的方式形成，而不需要使用額外的屏蔽或是微影步驟，僅使用已經(jīng)存在的導(dǎo)體軌道4做為屏蔽。此外，因?yàn)樗褂玫奈g刻處理基本上代表標(biāo)準(zhǔn)的蝕刻處理，根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)體軌道裝置便可以利用一種特別簡單以及成本有效的方式所實(shí)施。
根據(jù)圖1D，現(xiàn)在在一最后步驟中利用一種完全覆蓋所述導(dǎo)體軌道4的方法形成一阻抗層5，并產(chǎn)生或分別隔離存在于所述導(dǎo)體軌道4之間的空穴6。為了實(shí)施此阻抗層5，可以使用傳統(tǒng)的非保護(hù)化學(xué)氣相沈積(CVD)步驟，而原則上以此方法例如可以在所述完全區(qū)域上沈積一氧化硅層，并建立及密封所述空穴6。做為替代，也可以實(shí)施用來沈積像是臭氧/四乙氧基硅烷(O3/TEOS)選擇性氧化物的選擇性沈積處理。另一種實(shí)施所述阻抗層5的可能，包含利用旋布的方式在一有效接觸旋布玻璃上形成，其并不貫穿至所述空穴6之中。這樣的沈積處理較佳的是在空氣、真空或是一種電力絕緣氣體中進(jìn)行，其造成空氣、真空或是電力絕緣氣體完全填充所述空穴6，并較佳的使其具有特別低的介電質(zhì)常數(shù)。
然而，根據(jù)本發(fā)明，可以分別在所述導(dǎo)體軌道4、或是所述阻障層(未顯示)、所述承載軌道TB與下方基板、或是所述蝕刻阻障2的表面上，利用一種特別的非保護(hù)化學(xué)氣相沈積(CVD)步驟，額外形成一氧化物絕緣層5A。此絕緣層5A較佳的是以利用與形成為氧化物阻抗層5的相同沈積處理方式所進(jìn)行，因此可達(dá)成本方法的另一種簡化。
對于同時(shí)實(shí)施此絕緣薄層5A與所述相對阻抗厚層5來說，舉例而言，可以利用硅甲烷(SiH4)∶一氧化二氮(N2O)為1∶5至1∶20的比例，在1至10托耳(133至1333帕)的壓力下，攝氏350至450度的溫度，以及200至400瓦的無線頻率功率，進(jìn)行硅甲烷(SiH4)與一氧化二氮(N2O)的沈積。
做為同時(shí)形成所述絕緣層5A與所述阻抗層5的替代，也可以利用一種兩階段的處理。在此情況中，首先在所述完全區(qū)域上以及同樣的在所述空穴6中，形成以做為絕緣層5A的保護(hù)，換言之等厚度的臭氧/四乙氧基硅烷(O3/TEOS)，接著，利用以上敘述之一的沈積處理方式，制造非保護(hù)阻抗層5。因此，即使在先前處理步驟中所暴露的所述導(dǎo)體軌道4下方側(cè)上，也可以形成一足夠厚度的保護(hù)絕緣層5A，其在最初所談到的電移動處理中具有明顯有利的優(yōu)點(diǎn)。電移動過程被了解為是一種特別在金屬導(dǎo)體軌道中，由于利用在所述導(dǎo)體軌道之中替換導(dǎo)體軌道材料的方法形成，而使得導(dǎo)體軌道材料移動的過程。
所述絕緣層5A現(xiàn)在對于這樣的電移動現(xiàn)象而言表現(xiàn)為一種特定的阻抗，并可以因此至少阻擋所形成導(dǎo)體軌道材料的移動，特別是在邊緣與角落處。對于導(dǎo)體軌道4而言，原本通?？梢员挥^察到從此區(qū)域向外至所述空穴6之中的導(dǎo)體軌道材料向外擴(kuò)散，因此也可以至少在某些條件下所避免。然而，特別是所述額外絕緣層5A避免因?yàn)殡娨苿佣ǔ？捎^察到介于兩鄰近導(dǎo)體軌道之間短電路現(xiàn)象。
因此，如果所述導(dǎo)體軌道材料由于電移動從一導(dǎo)體軌道擴(kuò)散至所述空穴6之中，并因?yàn)閷γ驵徑鼘?dǎo)體軌道材料并不存在這種快捷方式，而已經(jīng)導(dǎo)致一種材料的局部累積，所述鄰近導(dǎo)體軌道4的絕緣層5A便能夠可靠地避免一種不想要的短電路。這提供一種導(dǎo)體軌道裝置，其不只是降低耦合電容，也因此減少信號延遲并改善干擾行為，也同時(shí)具有改良的電移動特性，特別是在長時(shí)間操作中。
根據(jù)圖1D，由所述阻抗層5所形成的空穴6在其下方區(qū)域中加寬，其基本上是由所述承載軌道TB的空間所決定。在其中央?yún)^(qū)域中，所述空穴6的寬度基本上是由所述導(dǎo)體軌道4的空間所決定。在其上方區(qū)域中，所述空穴6由于所述非保護(hù)沈積處理而逐漸變細(xì)。這樣的空穴6形狀具有對于減少寄生耦合電容的特別有利影響。
圖2A至圖2D顯示簡化斷面圖標(biāo)，用以描述在制造根據(jù)本發(fā)明第二示范實(shí)施例導(dǎo)體軌道裝置期間的基本方法步驟，相對于所述第一示范實(shí)施例而言，所述基板并不具有一蝕刻阻障。
據(jù)此，根據(jù)圖2A，只在基板，例如半導(dǎo)體基板(未顯示)，或是一下方金屬層上形成一第一介電質(zhì)1，而多數(shù)導(dǎo)體軌道4便以一種傳統(tǒng)嵌入制程方式形成于其中。為了避免重復(fù)敘述，將參考根據(jù)圖1A至圖1D第一示范實(shí)施例關(guān)于所述嵌入制程與所使用介電質(zhì)及所述導(dǎo)體軌道4的組成描述。
根據(jù)圖2B，可以分別實(shí)施一指向蝕刻處理或等向性蝕刻，以將所述導(dǎo)體軌道4的側(cè)邊區(qū)域暴露，并在所述介電質(zhì)1中形成最深至深度T1的深度，如同根據(jù)圖1D中的第一示范實(shí)施例。在所述介電質(zhì)1中的深度T1較佳的是利用所述蝕刻處理的持續(xù)期間所決定。
根據(jù)圖2C，與根據(jù)圖1C的第一示范實(shí)施例相同，再次實(shí)施用于縮小所述導(dǎo)體軌道4下方介電質(zhì)1的等向性內(nèi)蝕刻，其基本上對應(yīng)于利用所述導(dǎo)體軌道4做為屏蔽的承載軌道TB自我對準(zhǔn)所形成。如同在所述第一示范實(shí)施例中，可以再次實(shí)施像是氫氟酸(HF)蝕刻處理的濕式化學(xué)蝕刻或是等向性干式蝕刻，以進(jìn)行此等向性蝕刻處理。在此額外蝕刻處理中，基本上在所述介電質(zhì)1中以第二深度T2，于所述導(dǎo)體軌道下方的側(cè)邊邊緣處制造圓形下蝕刻，其減少一額外的空穴或空氣間隙，以減少所述寄生耦合電容，特別是在所述半導(dǎo)體基板的方向中。
同樣的，至少介于導(dǎo)體軌道4與介電質(zhì)1之間接觸區(qū)域的所述導(dǎo)體軌道寬度B1，也大于所述承載軌道TB的寬度B2，其現(xiàn)在則形成成為平頂形狀。如同在所述第一示范實(shí)施例中，所述承載軌道TB的側(cè)壁較佳的是與所述相關(guān)導(dǎo)體軌道4的側(cè)壁等間隔分離，因此可以達(dá)成所述寄生效應(yīng)的特定幾何。
最后，根據(jù)圖2D，在所述導(dǎo)體軌道4的表面上同樣形成一阻抗層5，因此在所述導(dǎo)體軌道之間形成所述空穴6并將其密封。同樣的也可以在所述導(dǎo)體軌道4、所述承載軌道TB與所述介電質(zhì)1的表面上形成一絕緣層5A，因此減少以上敘述的電移動現(xiàn)象。
此外，也可以實(shí)施具有特定參數(shù)的上述非保護(hù)化學(xué)氣相沈積(CVD)處理，以形成所述絕緣層5A與所述阻抗層5。
根據(jù)一未顯示的第三實(shí)施例，取代在圖2C與圖2D所實(shí)施的非等向性與等向性蝕刻處理，只有實(shí)施一等向性蝕刻處理，以將所述導(dǎo)體軌道4的側(cè)邊區(qū)域暴露，并實(shí)施所述空氣間隙或?qū)⑺鰧?dǎo)體軌道4的側(cè)邊邊緣下方蝕刻，以形成與所述導(dǎo)體軌道4相比下具有減少寬度B2的所述承載軌道TB，因此可以進(jìn)一步簡化所述方法。
根據(jù)另一未顯示的第四實(shí)施例，也可以實(shí)施例如從傳統(tǒng)的A1導(dǎo)體軌道技術(shù)所已知方式的一減去處理，以取代在圖1與圖2中所顯示的嵌入制程。在此處理中，較佳具有A1的一導(dǎo)體軌道層是對于一基板表面的完整表面上所形成(具有或不具有蝕刻阻障2)，并接著進(jìn)行光學(xué)微影圖形化，因此制造所述導(dǎo)體軌道。根據(jù)本發(fā)明的方法可以根據(jù)圖1B至圖1D或是圖2B至圖2D的示范實(shí)施例所完成，因此可以同樣的獲得具有最小化耦合電容與減少信號延遲的導(dǎo)體軌道裝置。此外，可以大大改良對于電移動現(xiàn)象的敏感性與力學(xué)穩(wěn)定性，并因此大大增加其使用壽命。
本發(fā)明已經(jīng)在以上利用一半導(dǎo)體基板做為所述基本承載基板的方法所描述。然而，其并非限制于此，而同樣的也可以包括其它的導(dǎo)體或非導(dǎo)體承載材料。
組件符號說明1第一介電質(zhì)2蝕刻阻障3第二介電質(zhì)4導(dǎo)體軌道5阻抗層5A絕緣層6空穴TB承載軌道
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)體軌道裝置，其包括一基板(1，2)；至少兩導(dǎo)體軌道(4)，其彼此相鄰形成在所述基板(1，2)上；一空穴(6)，其形成在至少所述導(dǎo)體軌道(4)之間；以及一介電質(zhì)阻抗層(5)，其覆蓋所述導(dǎo)體軌道(4)并隔離所述空穴(6)，其特征在于各承載軌道(TB)是形成在所述基板(1，2)與所述導(dǎo)體軌道(4)之間，用以承載所述導(dǎo)體軌道(4)，其中所述導(dǎo)體軌道(4)的寬度(B1)在其接觸區(qū)域處大于所述承載軌道(TB)的寬度(B2)。
2.如權(quán)利要求1的導(dǎo)體軌道裝置，其特征在于所述承載軌道(TB)的側(cè)壁相對于其相關(guān)的導(dǎo)體軌道(4)的側(cè)壁為相等間隔分離。
3.如權(quán)利要求2的導(dǎo)體軌道裝置，其特征在于在所述導(dǎo)體軌道(4)，所述承載軌道(TB)與所述基板(1，2)表面上，形成與所述空穴(6)有關(guān)的一絕緣層(5A)。
4.如權(quán)利要求3的導(dǎo)體軌道裝置，其特征在于所述絕緣層(5A)是一保護(hù)臭氧/四乙氧基硅烷層，而所述阻抗層(5)代表一非保護(hù)氧化層。
5.如權(quán)利要求3的導(dǎo)體軌道裝置，其特征在于所述絕緣層(5A)與所述阻抗層(5)是于一站中。
6.如權(quán)利要求1的導(dǎo)體軌道裝置，其特征在于在所述導(dǎo)體軌道(4)，所述承載軌道(TB)與所述基板(1，2)表面上，形成與所述空穴(6)有關(guān)的一絕緣層(5A)。
7.如權(quán)利要求6的導(dǎo)體軌道裝置，其特征在于所述絕緣層(5A)是一保護(hù)臭氧/四乙氧基硅烷層，而所述阻抗層(5)代表一非保護(hù)氧化層。
8.如權(quán)利要求6的導(dǎo)體軌道裝置，其特征在于所述絕緣層(5A)與所述阻抗層(5)是于一站中。
9.如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)的導(dǎo)體軌道裝置，其特征在于所述基板(1，2)具有一蝕刻阻障(2)，特別是碳化硅或氮化硅，其形成在一中間介電質(zhì)(1)上。
10.如權(quán)利要求9的導(dǎo)體軌道裝置，其特征在于所述導(dǎo)體軌道(4)具有一阻障層，用以避免導(dǎo)體軌道材料的向外擴(kuò)散。
11.如權(quán)利要求10的導(dǎo)體軌道裝置，其特征在于以空氣，真空或是一種非導(dǎo)電性氣體填充所述空穴(6)，所述導(dǎo)體軌道(4)具有銅(Cu)或鋁(Al)做為導(dǎo)體軌道材料，而所述承載軌道(TB)具有二氧化硅(SiO2)或是低k值的材料。
12.如權(quán)利要求9的導(dǎo)體軌道裝置，其特征在于以空氣，真空或是一種非導(dǎo)電性氣體填充所述空穴(6)，所述導(dǎo)體軌道(4)具有銅(Cu)或鋁(Al)做為導(dǎo)體軌道材料，而所述承載軌道(TB)具有二氧化硅(SiO2)或是低k值的材料。
13.如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)的導(dǎo)體軌道裝置，其特征在于所述承載軌道(TB)與所述導(dǎo)體軌道(4)平行。
14.如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)的導(dǎo)體軌道裝置，其特征在于所述空穴(6)在其下方區(qū)域具有一加寬部分，而在其上方區(qū)域具有一錐狀部分。
15.如權(quán)利要求14的導(dǎo)體軌道裝置，其特征在于以空氣，真空或是一種非導(dǎo)電性氣體填充所述空穴(6)，所述導(dǎo)體軌道(4)具有銅(Cu)或鋁(Al)做為導(dǎo)體軌道材料，而所述承載軌道(TB)具有二氧化硅(SiO2)或是低k值的材料。
16.如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)的導(dǎo)體軌道裝置，其特征在于所述導(dǎo)體軌道(4)具有一阻障層，用以避免導(dǎo)體軌道材料的向外擴(kuò)散。
17.如權(quán)利要求16的導(dǎo)體軌道裝置，其特征在于以空氣，真空或是一種非導(dǎo)電性氣體填充所述空穴(6)，所述導(dǎo)體軌道(4)具有銅(Cu)或鋁(Al)做為導(dǎo)體軌道材料，而所述承載軌道(TB)具有二氧化硅(SiO2)或是低k值的材料。
18.如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)的導(dǎo)體軌道裝置，其特征在于以空氣，真空或是一種非導(dǎo)電性氣體填充所述空穴(6)，所述導(dǎo)體軌道(4)具有銅(Cu)或鋁(Al)做為導(dǎo)體軌道材料，而所述承載軌道(TB)具有二氧化硅(SiO2)或是低k值的材料。
19.一種制造導(dǎo)體軌道裝置的方法，其具有以下步驟a)在一基板(1，2，3)上形成導(dǎo)體軌道(4)；b)利用所述導(dǎo)體軌道(4)做為屏蔽，自所述基板(1，3)形成承載軌道(TB)，所述導(dǎo)體軌道(4)的寬度(B1)大于所述承載軌道(TB)的寬度(B2)；以及c)形成一介電質(zhì)阻抗層(5)，其覆蓋所述導(dǎo)體軌道(4)并隔離所述導(dǎo)體軌道(4)之間的空穴(6)。
20.如權(quán)利要求19的方法，其特征在于在步驟a)中，所述導(dǎo)體軌道(4)是利用一種減去處理或是一種波紋處理所形成。
21.如權(quán)利要求20的方法，其特征為在步驟a)中，所述基板具有一第一介電質(zhì)(1)，一蝕刻阻障(2)以及一第二介電質(zhì)(3)，而暴露的所述第二介電質(zhì)(3)是利用一種非等向性蝕刻移除至所述蝕刻阻障(2)為止。
22.如權(quán)利要求20的方法，其特征在于在步驟a)中，所述基板只具有一第一介電質(zhì)(1)，且暴露的所述第一介電質(zhì)(1)是利用一種非等向性蝕刻移除至一預(yù)定深度(T1)為止。
23.如權(quán)利要求19的方法，其特征為在步驟a)中，所述基板具有一第一介電質(zhì)(1)，一蝕刻阻障(2)以及一第二介電質(zhì)(3)，而暴露的所述第二介電質(zhì)(3)是利用一種非等向性蝕刻移除至所述蝕刻阻障(2)為止。
24.如權(quán)利要求19的方法，其特征在于在步驟a)中，所述基板只具有一第一介電質(zhì)(1)，且暴露的所述第一介電質(zhì)(1)是利用一種非等向性蝕刻移除至一預(yù)定深度(T1)為止。
25.如權(quán)利要求19至24中任一項(xiàng)的方法，其特征在于在步驟b)中，實(shí)施等向性內(nèi)蝕刻以使位于所述導(dǎo)體軌道(4)下方的介電質(zhì)(1，3)自對準(zhǔn)削減，實(shí)施等向性內(nèi)蝕刻。
26.如權(quán)利要求25的方法，其特征在于步驟b)中，實(shí)施濕式蝕刻或是等向性干式蝕刻。
27.如權(quán)利要求26的方法，其特征在于在步驟c)中，于所述導(dǎo)體軌道(4)，所述承載軌道(TB)與所述基板(1，2，3)的表面上，與所述阻抗層(5)同時(shí)形成一絕緣層(5A)。
28.如權(quán)利要求27的方法，其特征在于利用空氣，真空或是一種非導(dǎo)電性氣體形成所述阻抗層。
29.如權(quán)利要求27的方法，其特征在于以硅甲烷∶一氧化二氮為1∶5至1∶20的比例，在1至10托耳(133至1333帕)的壓力，攝氏350至450度的溫度，以及200至400瓦的無線頻率功率下，實(shí)施一種非保護(hù)化學(xué)氣相沈積處理。
30.如權(quán)利要求25的方法，其特征在于在步驟c)中，于所述導(dǎo)體軌道(4)，所述承載軌道(TB)與所述基板(1，2，3)的表面上，與所述阻抗層(5)同時(shí)形成一絕緣層(5A)。
31.如權(quán)利要求30的方法，其特征在于利用空氣，真空或是一種非導(dǎo)電性氣體形成所述阻抗層。
32.如權(quán)利要求31的方法，其特征在于利用空氣，真空或是一種非導(dǎo)電性氣體形成所述阻抗層。
33.如權(quán)利要求19至24中任一項(xiàng)的方法，其特征在于在步驟c)中，于所述導(dǎo)體軌道(4)，所述承載軌道(TB)與所述基板(1，2，3)的表面上，與所述阻抗層(5)同時(shí)形成一絕緣層(5A)。
34.如權(quán)利要求33的方法，其特征在于利用空氣，真空或是一種非導(dǎo)電性氣體形成所述阻抗層。
35.如權(quán)利要求19至24中任一項(xiàng)的方法，其特征在于利用空氣，真空或是一種非導(dǎo)電性氣體形成所述阻抗層。
全文摘要
本發(fā)明與一種導(dǎo)體軌道裝置有關(guān)，其包括一基板(1，2)，至少兩導(dǎo)體軌道(4)、一空穴(6)以及一介電質(zhì)阻抗層(5)，所述介電質(zhì)阻抗層(5)覆蓋所述導(dǎo)體軌道(4)并隔離所述空穴(6)。經(jīng)由形成一種具有寬度(B2)小于所述導(dǎo)體軌道(4)寬度(B1)的承載軌道(TB)，可以在所述導(dǎo)體軌道(4)下方側(cè)向形成一空氣間隙，以利用自對準(zhǔn)的方法來減少電容耦合與信號延遲。
文檔編號H01L21/768GK1945823SQ20061011105
公開日2007年4月11日 申請日期2006年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月19日
發(fā)明者Z·加布里克, W·帕姆勒, G·申德勒, A·施蒂克 申請人:英飛凌科技股份公司