制造半導(dǎo)體器件的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種制造半導(dǎo)體器件的方法。該方法包括：在半導(dǎo)體襯底中形成延伸至上面的多個(gè)半導(dǎo)體臺(tái)面使得相鄰半導(dǎo)體臺(tái)面彼此通過(guò)基本上為空的溝槽和基本上被相對(duì)于半導(dǎo)體臺(tái)面可選擇刻蝕的犧牲層填充的溝槽之一間隔開(kāi)；形成機(jī)械地連接彼此通過(guò)基本上為空的溝槽和基本上被犧牲層填充的溝槽之一間隔開(kāi)的半導(dǎo)體臺(tái)面的支撐結(jié)構(gòu)；以及從所述上面處理半導(dǎo)體襯底而半導(dǎo)體臺(tái)面通過(guò)該支撐結(jié)構(gòu)被機(jī)械地連接。
【專利說(shuō)明】制造半導(dǎo)體器件的方法
[0001]優(yōu)先權(quán)要求
[0002]本申請(qǐng)是2012年11月21日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)價(jià)).13/682, 995的部分繼續(xù)申請(qǐng)((^?)，在此通過(guò)引用整體并入所述申請(qǐng)的內(nèi)容。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明的實(shí)施例涉及一種制造半導(dǎo)體器件的方法，尤其是涉及一種制造具有多個(gè)半導(dǎo)體臺(tái)面的場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體器件的方法。
【背景技術(shù)】
[0004]半導(dǎo)體晶體管，尤其是場(chǎng)效應(yīng)控制的開(kāi)關(guān)器件，諸如結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管(見(jiàn)￡1)、金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管和絕緣柵雙極晶體管已經(jīng)用于多種應(yīng)用，包括但不限于用作電源和功率轉(zhuǎn)換器、電動(dòng)汽車、空氣調(diào)節(jié)器、甚至立體聲系統(tǒng)中的開(kāi)關(guān)。由于結(jié)構(gòu)效率和低的導(dǎo)通電阻I？。。，廣泛使用垂直溝槽尤其是在功率應(yīng)用中。
[0005]幾個(gè)半導(dǎo)體概念使用一系列薄溝槽和半導(dǎo)體臺(tái)面或半導(dǎo)體薄片。例如，垂直溝槽108？21的一種配置是所謂的溝槽延伸漏極場(chǎng)效應(yīng)晶體管)，與傳統(tǒng)相比，所述1即？21通過(guò)另外通過(guò)漂移控制區(qū)控制漂移區(qū)中的導(dǎo)電率而允許改善的電壓阻斷能力和導(dǎo)通電阻的去耦合，所述漂移控制區(qū)通過(guò)形成在沿漂移區(qū)垂直延伸的溝槽中的累積電介質(zhì)而與漂移區(qū)分離。另 一個(gè)示例是多柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管(血即價(jià))，例如？111而1，其是可以建立在301 (絕緣體上硅)襯底上的雙柵晶體管且由被形成該場(chǎng)效應(yīng)晶體管的體區(qū)的薄硅“翼”包圍的導(dǎo)電溝道表征。
[0006]形成深入半導(dǎo)體材料延伸的高質(zhì)量累積電介質(zhì)例如對(duì)于具有更高阻斷能力的功率！'可能變得復(fù)雜，特別是對(duì)于半導(dǎo)體臺(tái)面和具有更高深寬比和小間距的插入溝槽。由于具有高深寬比的半導(dǎo)體臺(tái)面的減小的機(jī)械穩(wěn)定性，例如在漂洗和干燥的注入、光刻或濕法化學(xué)刻蝕工藝期間或由于振動(dòng)使半導(dǎo)體臺(tái)面偏斜的風(fēng)險(xiǎn)增加。偏斜可能導(dǎo)致相鄰半導(dǎo)體臺(tái)面的粘附，例如由于毛細(xì)力。此外，薄臺(tái)面甚至可能會(huì)折斷。這些風(fēng)險(xiǎn)可通過(guò)替換作為溶劑的水，例如通過(guò)使用異丙醇來(lái)被減小?？墒?，該方法不能分別滿足深垂直溝槽和深入半導(dǎo)體材料延伸的薄電介質(zhì)。使用更厚的臺(tái)面需要更大的面積并且由此增加了成本。
[0007]因此，需要改進(jìn)具有多個(gè)半導(dǎo)體臺(tái)面的半導(dǎo)體器件的制造方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]根據(jù)形成半導(dǎo)體器件的方法的實(shí)施例，該方法包括:提供包括上表面和延伸至上表面的多個(gè)半導(dǎo)體臺(tái)面的晶片，該多個(gè)半導(dǎo)體臺(tái)面中相鄰的半導(dǎo)體臺(tái)面對(duì)通過(guò)從上表面延伸至晶片中的至少一個(gè)溝槽和布置在溝槽側(cè)壁上的非半導(dǎo)體區(qū)域而彼此分離；形成由第一材料制成的第一支撐結(jié)構(gòu)并且在上表面處鄰接該多個(gè)半導(dǎo)體臺(tái)面使得相鄰的半導(dǎo)體臺(tái)面對(duì)通過(guò)第一支撐結(jié)構(gòu)被橋接；形成由第二材料制成的第二支撐結(jié)構(gòu)并且在上表面處鄰接該多個(gè)半導(dǎo)體臺(tái)面使得相鄰的半導(dǎo)體臺(tái)面對(duì)通過(guò)第二支撐結(jié)構(gòu)被橋接；去除該第一支撐結(jié)構(gòu)；以及至少部分地去除第二支撐結(jié)構(gòu)。第二材料不同于第一材料。
[0009]根據(jù)形成的方法的實(shí)施例，該方法包括:提供具有上表面和延伸至上表面的半導(dǎo)體層的晶片。從上表面進(jìn)入半導(dǎo)體層刻蝕寬溝槽以形成具有側(cè)壁的第一半導(dǎo)體臺(tái)面；在第一半導(dǎo)體臺(tái)面的側(cè)壁上形成犧牲氧化層；執(zhí)行選擇性外延生長(zhǎng)工藝以在相鄰犧牲氧化層之間的寬溝槽中形成第二半導(dǎo)體臺(tái)面；在上表面上形成可氧化材料的第一支撐結(jié)構(gòu)使得相鄰的第一和第二半導(dǎo)體臺(tái)面對(duì)通過(guò)第一支撐結(jié)構(gòu)被橋接；去除犧牲氧化層以暴露第一和第二半導(dǎo)體臺(tái)面的側(cè)壁；在上表面上形成不可氧化材料的第二支撐結(jié)構(gòu)使得相鄰的第一和第二半導(dǎo)體臺(tái)面對(duì)通過(guò)第二支撐結(jié)構(gòu)被橋接；熱氧化至少第一和第二半導(dǎo)體臺(tái)面的側(cè)壁；以及至少部分地去除第二支撐結(jié)構(gòu)。
[0010]根據(jù)形成半導(dǎo)體器件的方法的實(shí)施例，該方法包括:提供具有上表面和多個(gè)半導(dǎo)體臺(tái)面的晶片，該多個(gè)半導(dǎo)體臺(tái)面延伸至上表面并靠近上表面且在基本上與上表面正交的截面中彼此間隔開(kāi)；在上表面處形成第一材料的并鄰接該多個(gè)半導(dǎo)體臺(tái)面的第一支撐結(jié)構(gòu)使得相鄰的半導(dǎo)體臺(tái)面對(duì)通過(guò)第一支撐結(jié)構(gòu)被橋接以及第一支撐結(jié)構(gòu)基本上僅布置在上表面上方；在上表面處形成第二材料的第二支撐結(jié)構(gòu)并鄰接該多個(gè)半導(dǎo)體臺(tái)面使得相鄰的半導(dǎo)體臺(tái)面對(duì)通過(guò)第二支撐結(jié)構(gòu)被橋接以及第二支撐結(jié)構(gòu)基本上僅布置在上表面上方；處理該多個(gè)半導(dǎo)體臺(tái)面中的至少一個(gè)的側(cè)壁；去除該第一支撐結(jié)構(gòu)；以及至少部分地去除第二支撐結(jié)構(gòu)。第二材料不同于第一材料。
[0011]根據(jù)形成半導(dǎo)體器件的方法的實(shí)施例，該方法包括:在半導(dǎo)體襯底中形成延伸至上面的多個(gè)半導(dǎo)體臺(tái)面使得相鄰半導(dǎo)體臺(tái)面通過(guò)基本上空的溝槽和基本上被可相對(duì)于半導(dǎo)體臺(tái)面選擇性刻蝕的犧牲層所填充的溝槽中的一個(gè)來(lái)彼此間隔開(kāi)；形成機(jī)械地連接半導(dǎo)體臺(tái)面的支撐結(jié)構(gòu)；以及從上面處理半導(dǎo)體襯底同時(shí)半導(dǎo)體臺(tái)面通過(guò)該支撐結(jié)構(gòu)被機(jī)械地連接。
[0012]根據(jù)形成半導(dǎo)體器件的方法的實(shí)施例，該方法包括:提供具有上面和在基本上與上面正交的垂直截面中包含第一單晶半導(dǎo)體材料的多個(gè)半導(dǎo)體臺(tái)面的半導(dǎo)體襯底，該多個(gè)半導(dǎo)體臺(tái)面通過(guò)可相對(duì)于第一單晶半導(dǎo)體材料選擇性刻蝕的犧牲層彼此間隔開(kāi)并布置在從上面延伸至半導(dǎo)體襯底中的溝槽中；在半導(dǎo)體臺(tái)面上形成機(jī)械地連接半導(dǎo)體臺(tái)面的支撐結(jié)構(gòu)；至少部分地取代犧牲層同時(shí)半導(dǎo)體臺(tái)面仍然通過(guò)該支撐結(jié)構(gòu)被機(jī)械地連接；以及至少部分地去除支撐結(jié)構(gòu)。
[0013]根據(jù)形成半導(dǎo)體器件的方法的實(shí)施例，該方法包括:提供包括上面和半導(dǎo)體材料的并延伸至該上面的半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體襯底；從該上面向半導(dǎo)體層中刻蝕寬溝槽使得形成第一半導(dǎo)體臺(tái)面，所述第一半導(dǎo)體臺(tái)面通過(guò)寬溝槽彼此分離并通過(guò)半導(dǎo)體材料的半導(dǎo)體部分被連接；至少在第一半導(dǎo)體臺(tái)面的側(cè)壁處形成電介質(zhì)層；以及執(zhí)行選擇性外延生長(zhǎng)工藝以填充至少其中一個(gè)具有第二半導(dǎo)體臺(tái)面的寬溝槽。
[0014]根據(jù)形成半導(dǎo)體器件的方法的實(shí)施例，該方法包括:提供具有上面和包括延伸至該上面的半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體襯底；從該上面向半導(dǎo)體層中刻蝕溝槽使得形成具有側(cè)壁的半導(dǎo)體臺(tái)面，其通過(guò)溝槽彼此分離，每個(gè)溝槽包含底壁；在上面處形成機(jī)械地連接半導(dǎo)體臺(tái)面的支撐結(jié)構(gòu)；以及從上面向底壁和/或側(cè)壁中注入摻雜劑同時(shí)半導(dǎo)體臺(tái)面通過(guò)該支撐結(jié)構(gòu)被機(jī)械地連接。
[0015]本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀下面詳細(xì)的描述時(shí)以及在觀看附圖時(shí)將認(rèn)識(shí)到另外的特1的方法的方法步驟期間在半導(dǎo)體本體上的I方法的方法步驟期間在半導(dǎo)體本體上的平1的方法的方法步驟期間在半導(dǎo)體本體上的1的方法的方法步驟期間穿過(guò)半導(dǎo)體本體的1的方法的方法步驟期間穿過(guò)半導(dǎo)體本體的
付圖構(gòu)成了該描述的一部分，在這些圖中借2這方面，方向性的術(shù)語(yǔ)，例如:“頂部”、“底丨描述的圖的取向來(lái)使用的。由于實(shí)施例的巨的術(shù)語(yǔ)僅用于說(shuō)明的目的，并且決不是用表面。
[0030]用在本說(shuō)明書(shū)中的術(shù)語(yǔ)“垂直”意在描述基本上與第一表面垂直布置的取向，即平行于半導(dǎo)體襯底或本體的第一表面的法線方向的取向。
[0031〕 在本說(shuō)明書(shū)中，半導(dǎo)體本體的半導(dǎo)體襯底的第二表面被認(rèn)為是由下表面或背面表面形成的，而第一表面被認(rèn)為是由半導(dǎo)體襯底的上表面、前表面或主表面形成的。考慮到該取向，如在本說(shuō)明書(shū)中使用的術(shù)語(yǔ)“之上”和“之下”因此描述了一個(gè)結(jié)構(gòu)特征對(duì)于另一個(gè)結(jié)構(gòu)特征的相對(duì)位置。
[0032]在本說(shuō)明書(shū)中，]3摻雜被稱為第一導(dǎo)電類型而II摻雜被稱為第二導(dǎo)電類型?？商鎿Q地，半導(dǎo)體器件可以以相反的摻雜關(guān)系形成使得第一導(dǎo)電類型可以為II摻雜的且第二導(dǎo)電類型可以為？摻雜的。此外，一些圖通過(guò)在摻雜類型旁邊標(biāo)只“―”或“ + ”來(lái)說(shuō)明相對(duì)摻雜濃度。例如，“11—”意思是小于“II”摻雜區(qū)域的摻雜濃度的摻雜濃度，而“V”摻雜區(qū)域具有大于“II”摻雜區(qū)域的摻雜濃度。可是標(biāo)識(shí)相對(duì)摻雜濃度并不意味著相同相對(duì)摻雜濃度的摻雜區(qū)域必須具有相同的絕對(duì)摻雜濃度，除非另外說(shuō)明。例如，兩個(gè)不同的11+摻雜區(qū)域可具有不同的絕對(duì)摻雜濃度。例如，這同樣適用于11+摻雜和1)+摻雜區(qū)域。
[0033]本說(shuō)明書(shū)中所描述的特定實(shí)施例屬于，而不限于此，半導(dǎo)體器件的制造方法，特別是場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的制造方法。在本說(shuō)明書(shū)中同義地使用術(shù)語(yǔ)“半導(dǎo)體器件”和“半導(dǎo)體部件”。半導(dǎo)體器件典型地包括場(chǎng)效應(yīng)結(jié)構(gòu)和集成續(xù)流二極管。場(chǎng)效應(yīng)結(jié)構(gòu)可以是具有即結(jié)的結(jié)構(gòu)、103？?jī)r(jià)或1(^81結(jié)構(gòu)(絕緣柵雙極晶體管-結(jié)構(gòu))，所述即結(jié)形成第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)和第二導(dǎo)電類型的體區(qū)之間的體二極管。半導(dǎo)體器件典型地為具有兩個(gè)負(fù)載金屬化的垂直半導(dǎo)體器件，例如源極金屬化和漏極金屬化，其彼此相對(duì)地布置并與各自的接觸區(qū)域以低電阻接觸。
[0034]典型地，半導(dǎo)體器件為具有有源區(qū)的功率半導(dǎo)體器件，所述有源區(qū)具有用于載送和丨或控制兩個(gè)負(fù)載金屬化`之間的負(fù)載電流的多個(gè)單元、108？21單元或丁單元。此外，功率半導(dǎo)體器件典型地具有外圍區(qū)域，當(dāng)從上方看時(shí)該外圍區(qū)域具有至少一個(gè)至少部分地圍繞該有源區(qū)的邊緣終止結(jié)構(gòu)。
[0035]如在本說(shuō)明書(shū)中使用的術(shù)語(yǔ)“功率半導(dǎo)體器件”意在描述單一芯片上的具有高電壓和/或高電流開(kāi)關(guān)能力的半導(dǎo)體器件。換而言之，功率半導(dǎo)體器件預(yù)期用于高電流，典型地在安培范圍內(nèi)。在本說(shuō)明書(shū)中同義地使用術(shù)語(yǔ)“功率半導(dǎo)體器件”和“功率半導(dǎo)體部件”。
[0036]如在本說(shuō)明書(shū)中使用的術(shù)語(yǔ)“場(chǎng)效應(yīng)”意在描述第一導(dǎo)電類型的導(dǎo)電“溝道”的電場(chǎng)介導(dǎo)的形成和/或?qū)щ娐实碾妶?chǎng)介導(dǎo)的控制和/或兩個(gè)第一導(dǎo)電類型區(qū)域之間的溝道的電場(chǎng)介導(dǎo)的形狀?？稍诘诙?dǎo)電類型的半導(dǎo)體區(qū)域中形成和/或控制導(dǎo)電溝道，典型地是第二導(dǎo)電類型的體區(qū)，其布置在兩個(gè)第一導(dǎo)電類型的區(qū)域之間。由于場(chǎng)效應(yīng)，分別在10--丁結(jié)構(gòu)和叩81結(jié)構(gòu)中的第一導(dǎo)電類型的源區(qū)或發(fā)射區(qū)和第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)之間形成和/或控制通過(guò)溝道區(qū)的單極電流路徑。漂移區(qū)可分別與更高摻雜的第一導(dǎo)電類型的漏區(qū)或更高摻雜的第二導(dǎo)電類型的集電區(qū)接觸。漏區(qū)或集電區(qū)與漏極電極或集電極電極以低電阻電接觸。源區(qū)或發(fā)射區(qū)與源極電極或發(fā)射極電極以低電阻電接觸。
[0037]在本說(shuō)明書(shū)的上下文中，術(shù)語(yǔ)“以歐姆接觸”，“以電阻電接觸”和“以電阻電連接’，意在描述至少當(dāng)沒(méi)有施加電壓或只施加低探測(cè)電壓至半導(dǎo)體器件和/或跨越該半導(dǎo)體器件沒(méi)有施加電壓或只施加低探測(cè)電壓時(shí)在半導(dǎo)體器件的相應(yīng)元件或部分之間存在歐姆電意在描述位于溝道區(qū)旁邊并配置為形成和括位于體區(qū)旁邊并通過(guò)形成柵電介質(zhì)區(qū)的方口 /或控制靠近異質(zhì)結(jié)或穿過(guò)體區(qū)的溝道道區(qū)的柵極區(qū)并配置為通過(guò)給適當(dāng)?shù)碾妷?制成，諸如氧化硅，例如熱氧化硅、氮化硅、 意在描述在電導(dǎo)率方面具有金屬或接近金I蟲(chóng)以形成半導(dǎo)體器件的電極、焊墊和/或端則成和/或包括上述金屬，但是也可由在電諸如高度摻雜的II型或？型多晶硅、或—2等等。金屬化也可包括不同導(dǎo)電材料，例 尋面”或“臺(tái)面區(qū)域”意在描述從普通襯底，表面的半導(dǎo)體本體的半導(dǎo)體區(qū)域或半導(dǎo)體的上部彼此間隔開(kāi)。典型地，在基本上與主`提及的半導(dǎo)體材料也被稱為異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體材料。當(dāng)結(jié)合兩個(gè)不同的半導(dǎo)體材料時(shí)形成異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體材料。異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體材料的例子包括，而不限于此，鋁鎵氮(八1(?⑷-鋁鎵銦氮(八銦鎵氮(111(?⑷-鋁鎵銦氮(八銦鎵氮(111(?氮化鎵((?⑷、鋁鎵氮(八1(?氮化鎵((?⑷、銦鎵氮(111(?鋁鎵氮(八1(?⑷、硅-碳化硅和硅-鍺化硅異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體材料。對(duì)于功率半導(dǎo)體應(yīng)用，當(dāng)前主要使用和材料。如果半導(dǎo)體本體包括諸如31(:或的分別具有高擊穿電壓和高臨界雪崩場(chǎng)強(qiáng)的高帶隙材料，相應(yīng)半導(dǎo)體區(qū)域的摻雜可選擇為更高以減小開(kāi)態(tài)電阻I？。。，在下文中也稱為導(dǎo)通電阻尺。。。
[0044]參照?qǐng)D1至10解釋了形成半導(dǎo)體器件100的方法的方法步驟。圖1至9分別示出穿過(guò)半導(dǎo)體器件100和半導(dǎo)體器件100的半導(dǎo)體本體40的垂直橫截。注意待制造的半導(dǎo)體器件100典型地是具有多個(gè)元胞的功率半導(dǎo)體器件，所述多個(gè)元胞布置在有源區(qū)中用于切換和/或控制垂直電流。此外，半導(dǎo)體器件100典型地以晶片級(jí)來(lái)制作。為了清晰，圖1至9典型地僅示出了穿過(guò)晶片40的部分。
[0045]根據(jù)實(shí)施例，晶片40具有上表面101和延伸至上表面101的多個(gè)半導(dǎo)體臺(tái)面1。相鄰的半導(dǎo)體臺(tái)面對(duì)1分別通過(guò)從上表面101延伸至晶片40中的相應(yīng)溝槽50和通過(guò)布置在半導(dǎo)體臺(tái)面1和溝槽50的側(cè)壁上的非半導(dǎo)體區(qū)域2而彼此分離。晶片40可例如為硅晶片或絕緣體上硅晶片(301晶片)。注意圖1僅僅示出了晶片40的上部。該非半導(dǎo)體區(qū)域2可例如由氧化硅或碳制成。
[0046]在示例性實(shí)施例中，當(dāng)從上方看時(shí)，半導(dǎo)體臺(tái)面1和溝槽50基本上是條形的。
[0047]提供晶片40之后，第一材料的第一支撐結(jié)構(gòu)10典型地形成在上表面101處使得相鄰的半導(dǎo)體臺(tái)面對(duì)1通過(guò)第一支撐結(jié)構(gòu)10橋接。如圖2中所示，形成該第一支撐結(jié)構(gòu)10典型地包括形成第一材料的第一層10，其鄰接每個(gè)半導(dǎo)體臺(tái)面1并且基本上只布置在多個(gè)半導(dǎo)體臺(tái)面1上方。因此，溝槽50基本上仍然沒(méi)有第一材料。這便于進(jìn)一步處理。
[0048]在示例性實(shí)施例中，第一材料由諸如碳、或類金剛石碳的可氧化的材料制成，其可由(^0(化學(xué)氣相沉積)工藝形成。例如，該第一層10可以在富含碳?xì)浠衔锏臍夥罩忻子玫入x子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積)工藝形成為非晶碳。
[0049]隨后，如圖3所示，掩模17形成在第一層10上。這典型地包括光刻工藝。
[0050]隨后，使用掩模17來(lái)刻蝕第一層10由此形成第一支撐結(jié)構(gòu)10。所得到的結(jié)構(gòu)在圖4中示出。注意所有的半導(dǎo)體臺(tái)面1典型地通過(guò)第一支撐結(jié)構(gòu)10橋接。因此，在圖4的垂直截面中沒(méi)有通過(guò)第一支撐結(jié)構(gòu)10橋接的半導(dǎo)體臺(tái)面1典型地在一個(gè)或多個(gè)不同垂直截面中橋接。因此，半導(dǎo)體臺(tái)面1是機(jī)械穩(wěn)定的。
[0051]根據(jù)材料性質(zhì)和幾何形狀，第一支撐結(jié)構(gòu)10的垂直延伸典型地在約10011111至約5 4 II的范圍內(nèi)，更典型地從約0.5 4 III至約1.5 ^ III，以提供臺(tái)面1的足夠大的機(jī)械穩(wěn)定性。
[0052]這便于分別對(duì)半導(dǎo)體臺(tái)面1和溝槽50的側(cè)壁的進(jìn)一步處理，而不增加臺(tái)面1斷裂和/或在相鄰臺(tái)面1之間不可逆地形成牢固接觸的風(fēng)險(xiǎn)。
[0053]例如，可相對(duì)于第一支撐結(jié)構(gòu)10和半導(dǎo)體臺(tái)面1選擇性刻蝕非半導(dǎo)體區(qū)域2。這可以通過(guò)濕法化學(xué)刻蝕來(lái)完成。所得到的半導(dǎo)體器件100在圖5中示出。
[0054]隨后，第二材料的第二支撐結(jié)構(gòu)20典型地形成在半導(dǎo)體臺(tái)面1上。如圖6所示，形成第二支撐結(jié)構(gòu)20典型地包括形成第二材料的第二層20，其在上表面101處鄰接半導(dǎo)體臺(tái)面1。與上面針對(duì)所述第一層10所解釋的類似，該第二層20典型地鄰接所有半導(dǎo)體臺(tái)面I并且基本上只布置在多個(gè)半導(dǎo)體臺(tái)面I上方。因此，溝槽50基本上仍然沒(méi)有第二材料。這便于進(jìn)一步處理。
[0055]典型地采用例如CVD工藝，更典型地采用PECVD工藝，將第二層20形成為非共形層。例如，第二層20可采用CVD工藝形成為非共形USG層(未摻雜的硅酸鹽玻璃層)或TEOS層(原硅酸四乙酯層)。
[0056]圖7示出了在隨后例如通過(guò)等離子刻蝕的無(wú)掩模各向異性選擇性刻蝕工藝之后的第二層20的結(jié)構(gòu)。因此，橋接相鄰的半導(dǎo)體臺(tái)面對(duì)I的第二支撐結(jié)構(gòu)20相對(duì)于第一支撐結(jié)構(gòu)10以自調(diào)節(jié)方式形成。因此，不再需要光刻工藝。
[0057]依據(jù)材料性質(zhì)和幾何形狀，第二支撐結(jié)構(gòu)20的垂直延伸典型地在約IOOnm至約5 μ m的范圍內(nèi)，更典型地在約0.5 μ m至約1.5 μ m的范圍內(nèi)，以在當(dāng)隨后去除第一支撐結(jié)構(gòu)時(shí)為臺(tái)面I提供足夠的機(jī)械穩(wěn)定性。
[0058]如圖1OA和IOB所示，在圖7的半導(dǎo)體器件100的相應(yīng)平面圖中，當(dāng)從上方看時(shí)半導(dǎo)體臺(tái)面I典型地基本上為條形。此外，第二支撐結(jié)構(gòu)20典型地在該處理階段鄰接第一支撐結(jié)構(gòu)10。
[0059]如圖1OA所示，當(dāng)從上方看時(shí)，第一支撐結(jié)構(gòu)10和第二支撐結(jié)構(gòu)20典型地包括條形部分，其相對(duì)于半導(dǎo)體臺(tái)面I偏斜了例如在約25°至約90°的范圍內(nèi)，更典型地在約45°至約90°的范圍內(nèi)的相應(yīng)傾斜角度。
[0060]如圖1OB所示，第一支撐結(jié)構(gòu)10可以形成為連續(xù)網(wǎng)格，例如形成為具有圓形、橢圓形或多邊形孔的層10，這些孔被第二支撐結(jié)構(gòu)20的相應(yīng)部分填充。
[0061]參考圖8，執(zhí)行熱氧化工藝。在本實(shí)施例中，第一支撐結(jié)構(gòu)10都是通過(guò)灰化去除的并且熱氧化層3形成在半導(dǎo)體臺(tái)面I的側(cè)壁上而臺(tái)面I仍然通過(guò)第二支撐結(jié)構(gòu)20保持機(jī)械穩(wěn)定。熱氧化層3典型地形成分別具有低缺陷密度和高擊穿電壓的高質(zhì)量電介質(zhì)層3?？墒?，形成高質(zhì)量電介質(zhì)層3只是處理半導(dǎo)體臺(tái)面I的側(cè)壁和/或溝槽50的側(cè)壁或底壁的一個(gè)示例，而臺(tái)面是由第一支撐結(jié)構(gòu)10和第二支撐結(jié)構(gòu)20中的至少一個(gè)機(jī)械地支撐的。
[0062]隨后，典型地溝槽50的剩余部分用電介質(zhì)、半導(dǎo)電或?qū)щ姴牧?填充?，F(xiàn)在，晶片是固有穩(wěn)定的且在上表面101上不再需要支撐結(jié)構(gòu)來(lái)機(jī)械穩(wěn)定半導(dǎo)體臺(tái)面I。
[0063]典型地，半導(dǎo)體臺(tái)面I是穩(wěn)定的，而在分別處理溝槽50和半導(dǎo)體臺(tái)面I的過(guò)程中不會(huì)引起基本上額外的晶片彎曲。這可通過(guò)合適的材料選擇以及形成第一和第二支撐結(jié)構(gòu)10,20的沉積條件來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，當(dāng)在臺(tái)面?zhèn)缺谔幮纬蔁嵫趸飼r(shí)，第二支撐結(jié)構(gòu)20可由諸如氧化硅、TEOS, USG(未摻雜的硅酸鹽玻璃)、氮化硅等的不可氧化的材料制成，以及第一支撐結(jié)構(gòu)10可由諸如碳(例如非晶碳或類金剛石碳)的可氧化的材料制成。在通常的熱氧化過(guò)程中，去除第一支撐結(jié)構(gòu)10且第二支撐結(jié)構(gòu)20在不增加基本額外的機(jī)械應(yīng)力的情況下穩(wěn)定半導(dǎo)體臺(tái)面I。因此，該工藝關(guān)于晶片彎曲是中性的。注意熱氧化期間的熱應(yīng)力可以另外通過(guò)在晶片背面上的第二支撐結(jié)構(gòu)20的材料的對(duì)應(yīng)附加層特別針對(duì)薄晶片被減小。
[0064]第一支撐結(jié)構(gòu)10和第二支撐結(jié)構(gòu)20的材料也可以是相互可選擇性刻蝕的。例如，第一支撐結(jié)構(gòu)10可以由氮化娃、酰亞胺或娃制成,其對(duì)于去除第一支撐結(jié)構(gòu)10,相對(duì)于由不同材料諸如氧化硅制成的第二支撐結(jié)構(gòu)20被選擇性地刻蝕。
[0065]隨后，可以去除第二支撐結(jié)構(gòu)20。所得到的結(jié)構(gòu)在圖9中示出。典型地，通過(guò)拋光、刻蝕和丨或01？工藝(化學(xué)機(jī)械拋光)去除第二支撐結(jié)構(gòu)20。
[0066]隨后，可以執(zhí)行在半導(dǎo)體臺(tái)面1中形成幾個(gè)摻雜區(qū)域、在上表面101旁邊形成絕緣柵電極等的進(jìn)一步工藝以形成場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體器件。
[0067]由于使用第一支撐結(jié)構(gòu)10和第二支撐結(jié)構(gòu)20，可安全地制造分別具有溝槽50和電介質(zhì)區(qū)3的諸如的半導(dǎo)體器件，其具有超過(guò)約10的高深寬比，更典型地超過(guò)約20，例如高達(dá)1000。
[0068]參照示出穿過(guò)半導(dǎo)體本體或晶片40的垂直截面的圖11至20，解釋了形成半導(dǎo)體器件200的方法的方法步驟。在第一工藝中，提供晶片40，其具有上表面101以及延伸至上表面101的半導(dǎo)體層1。
[0069]隨后，從上表面101向半導(dǎo)體層1中刻蝕寬溝槽51以形成具有側(cè)壁的第一半導(dǎo)體臺(tái)面1。
[0070]隨后，犧牲氧化層(犧牲電介質(zhì)層)2可分別形成在第一半導(dǎo)體臺(tái)面1和寬溝槽51的側(cè)壁上。
[0071]隨后，可以執(zhí)行選擇性外延生長(zhǎng)工藝以在相鄰犧牲氧化層2之間的寬溝槽51內(nèi)形成第二半導(dǎo)體臺(tái)面1。所得到的結(jié)構(gòu)在圖11中示出。
[0072]隨后，由諸如非晶碳或類金剛石碳的可氧化材料制成的第一支撐結(jié)構(gòu)10形成在上表面101上使得相鄰的第一和第二半導(dǎo)體臺(tái)面1對(duì)通過(guò)第一支撐結(jié)構(gòu)10橋接。這可以與上面關(guān)于圖2至4所解釋的那樣來(lái)完成。
[0073]例如，可采用工藝在第一和第二臺(tái)面1上沉積非晶碳的第一層10以及可以在第一層10上沉積例如氧化硅的硬掩模層11。所得到的結(jié)構(gòu)在圖12中示出。
[0074]隨后，如圖13所示在硬掩模層11上形成掩模17。這典型地包括光刻工藝。
[0075]隨后，掩模17用于刻蝕硬掩模層11從而形成硬掩模11。所得到的結(jié)構(gòu)在圖14中示出。
[0076]隨后，硬掩模11用于刻蝕第一層10從而形成第一支撐結(jié)構(gòu)10。所得到的結(jié)構(gòu)在圖15中示出。注意所有的半導(dǎo)體臺(tái)面1典型地通過(guò)第一支撐結(jié)構(gòu)10橋接。隨后，可以去除硬掩模11。
[0077]隨后，可以通過(guò)刻蝕去除犧牲氧化層2以暴露第一和第二半導(dǎo)體臺(tái)面1的側(cè)壁。在如此做的過(guò)程中，在第一和第二臺(tái)面1之間形成了垂直溝槽50。所得到的結(jié)構(gòu)200在圖16中示出。在去除犧牲氧化層2的過(guò)程中以及典型地也在后續(xù)工藝過(guò)程中，第一支撐結(jié)構(gòu)
10、20使第一和第二半導(dǎo)體臺(tái)面1機(jī)械穩(wěn)定。
[0078]隨后，典型地第二材料的第二支撐結(jié)構(gòu)20形成在第一和第二半導(dǎo)體臺(tái)面1上。如圖17所示，形成第二支撐結(jié)構(gòu)20典型地包括形成第二材料的第二層20，其在上表面101處鄰接半導(dǎo)體臺(tái)面1。
[0079]采用例如工藝將第二層20典型地形成為非共形層。例如第二層20可通過(guò)”0工藝形成為非共形層(未摻雜的硅酸鹽玻璃層)或1203層(原硅酸四乙酯層)。
[0080]圖18示出了在隨后的無(wú)掩模各向異性選擇性刻蝕工藝之后的第二層20的結(jié)構(gòu)。因此，橋接相鄰的半導(dǎo)體臺(tái)面對(duì)1的第二支撐結(jié)構(gòu)20相對(duì)于第一支撐結(jié)構(gòu)10以自調(diào)節(jié)方式形成。
[0081]與上面所述類似，第一支撐結(jié)構(gòu)10和第二支撐結(jié)構(gòu)20典型地鄰接所有半導(dǎo)體臺(tái)面1并且基本上只布置在多個(gè)半導(dǎo)體臺(tái)面1上方。因此，溝槽50基本上仍然沒(méi)有第一支撐結(jié)構(gòu)10和第二支撐結(jié)構(gòu)20的材料。這便于進(jìn)一步處理。
[0082]當(dāng)從上方看時(shí)，第一支撐結(jié)構(gòu)10和第二支撐結(jié)構(gòu)20可以包括相對(duì)于第一和第二半導(dǎo)體臺(tái)面1偏斜的鄰接的條形部分，類似于上面關(guān)于圖10八所解釋的。
[0083]第一支撐結(jié)構(gòu)10也可形成為連續(xù)網(wǎng)格1，類似于上面關(guān)于圖108所解釋的。
[0084]隨后，可以執(zhí)行通常的熱氧化工藝以用高質(zhì)量的熱氧化層3填充垂直溝槽50并通過(guò)灰化去除第一支撐結(jié)構(gòu)10。在第一和第二半導(dǎo)體臺(tái)面1的側(cè)壁處生長(zhǎng)熱氧化層3的過(guò)程中，第一和第二半導(dǎo)體臺(tái)面1通過(guò)第二支撐結(jié)構(gòu)20被機(jī)械穩(wěn)定。所得到的結(jié)構(gòu)200在圖19中示出。
[0085]隨后，可以從上表面101部分地去除第二支撐結(jié)構(gòu)20。所得到的結(jié)構(gòu)在圖20中示出。這可通過(guò)拋光、刻蝕和/或工藝完成。注意，第二支撐結(jié)構(gòu)20和熱氧化層3也可從上表面101全部去除。
[0086]隨后，執(zhí)行在半導(dǎo)體臺(tái)面1中形成幾個(gè)摻雜區(qū)域、在上表面101旁邊形成絕緣柵電極等的進(jìn)一步工藝以形成諸如呢0？21的場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體器件。
[0087]上面關(guān)于圖1至10和11至20解釋的形成半導(dǎo)體器件100、200的方法也可描述為在第一工藝中提供具有上表面101和延伸至上表面101的多個(gè)半導(dǎo)體臺(tái)面1的晶片。
[0088]根據(jù)實(shí)施例，晶片被提供有從上表面101延伸到晶片中并在相應(yīng)半導(dǎo)體臺(tái)面對(duì)1之間的溝槽50。溝槽50可以已經(jīng)至少部分地填充有相應(yīng)電介質(zhì)區(qū)2，例如填充有覆蓋半導(dǎo)體臺(tái)面1的側(cè)壁和/或完全填充垂直溝槽的相應(yīng)碳層或犧牲氧化硅層。
[0089]隨后，典型地在上表面101處形成第`一材料制成的并鄰接多個(gè)半導(dǎo)體臺(tái)面1的第一支撐結(jié)構(gòu)10，使得相鄰的半導(dǎo)體臺(tái)面對(duì)1通過(guò)第一支撐結(jié)構(gòu)10橋接并且第一支撐結(jié)構(gòu)10基本上只布置在上表面101上方。
[0090]隨后，在上表面101處形成第二材料制成的并鄰接多個(gè)半導(dǎo)體臺(tái)面1的第二支撐結(jié)構(gòu)20，使得相鄰的半導(dǎo)體臺(tái)面對(duì)1通過(guò)第二支撐結(jié)構(gòu)20橋接并且第二支撐結(jié)構(gòu)20基本上只布置在上表面101上方。第二材料不同于第一材料。例如，第一材料可以是諸如碳、類金剛石碳或硅的可氧化材料以及第二材料是諸如氧化硅、氮化硅或…6的不可氧化材料。第二材料還可以相對(duì)于第一材料是可選擇性刻蝕的。
[0091]第一和第二支撐結(jié)構(gòu)10、20在進(jìn)一步處理期間穩(wěn)定半導(dǎo)體臺(tái)面1，例如在處理半導(dǎo)體臺(tái)面1的側(cè)壁以在相鄰臺(tái)面1之間形成高質(zhì)量電介質(zhì)區(qū)3的進(jìn)一步處理期間。因此，可避免臺(tái)面1的斷裂和/或在相鄰臺(tái)面1之間不可逆地形成牢固接觸。這便于分別形成具有更小間距和/或更高深寬比的半導(dǎo)體臺(tái)面1和溝槽50的諸如的半導(dǎo)體器件。
[0092]典型地第二支撐結(jié)構(gòu)20相對(duì)于第一支撐結(jié)構(gòu)10以自對(duì)準(zhǔn)方式形成。在這樣做的過(guò)程中，只需一次光刻工藝來(lái)形成第一和第二支撐結(jié)構(gòu)10、20。
[0093]注意，相對(duì)于第一支撐結(jié)構(gòu)10和/或第二支撐結(jié)構(gòu)20，另外的支撐結(jié)構(gòu)可以以自對(duì)準(zhǔn)方式形成。這增加了制造的靈活性而不用額外的光掩模。
[0094]此外，在不同的制造階段可以形成和至少部分地去除第一支撐結(jié)構(gòu)10和第二支撐結(jié)構(gòu)20。例如，可以在相鄰臺(tái)面1之間形成高質(zhì)量電介質(zhì)區(qū)3之前或期間去除第一支撐結(jié)構(gòu)10，而隨后完全或部分地去除第二支撐結(jié)構(gòu)20。這增加了制造的靈活性并便于高深寬比溝槽和臺(tái)面的處理。[0095]第二支撐結(jié)構(gòu)20和第一支撐結(jié)構(gòu)10典型地只基本上形成在多個(gè)半導(dǎo)體臺(tái)面1上方。因此，在不填充溝槽50的情況下臺(tái)面1是穩(wěn)定的。非共形的第一和第二層10、20可被沉積且隨后被刻蝕以分別形成第一支撐結(jié)構(gòu)10和第二支撐結(jié)構(gòu)20。
[0096]例如，第二支撐結(jié)構(gòu)20采用形成非共形層的工藝和非共形層的各向異性刻蝕工藝或凹進(jìn)刻蝕來(lái)形成。
[0097]典型地，選擇第一支撐結(jié)構(gòu)10和第二支撐結(jié)構(gòu)20的材料和/或垂直延伸和/或沉積條件使得當(dāng)?shù)谝恢谓Y(jié)構(gòu)10和/或第二支撐結(jié)構(gòu)20布置在上表面101上時(shí)不改變或幾乎不改變晶片彎曲。在涉及薄晶片的實(shí)施例中，相應(yīng)層也可布置在晶片的背面上以進(jìn)一步分別最小化第一支撐結(jié)構(gòu)10和第二支撐結(jié)構(gòu)20對(duì)晶片彎曲的影響。
[0098]在最終分別處理溝槽50和半導(dǎo)體臺(tái)面1之間的區(qū)域之后，第一支撐結(jié)構(gòu)10和第二支撐結(jié)構(gòu)20可從上表面101去除并且可以在上表面101處或接近上表面101執(zhí)行例如形成臺(tái)面1中的場(chǎng)效應(yīng)結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步工藝。
[0099]在下面，解釋了形成半導(dǎo)體器件的方法，允許只在其中向半導(dǎo)體臺(tái)面施加可能造成至少使半導(dǎo)體臺(tái)面偏斜的力的處理步驟期間用一個(gè)支撐結(jié)構(gòu)穩(wěn)定半導(dǎo)體臺(tái)面。在這些實(shí)施例中，典型地只使用一種材料來(lái)形成相應(yīng)支撐結(jié)構(gòu)。
[0100]參照?qǐng)D21，解釋了形成半導(dǎo)體器件300的方法的方法步驟。圖21示出了半導(dǎo)體器件300的半導(dǎo)體本體40的典型的小部分的透視圖并說(shuō)明了產(chǎn)生分別具有上表面101和上面101以及通過(guò)布置在溝槽50中并從上面1延伸到半導(dǎo)體襯底40中的犧牲層2彼此間隔開(kāi)的第一單晶材料(如，單晶硅)的多個(gè)半導(dǎo)體臺(tái)面1的半導(dǎo)體襯底40的幾個(gè)工藝步驟之后，以及在半導(dǎo)體臺(tái)面1上形成在上表面101處機(jī)械地連接每對(duì)相鄰半導(dǎo)體臺(tái)面1的支撐結(jié)構(gòu)10之后的階段。犧牲層2由相對(duì)于第一單晶材料半導(dǎo)體材料可選擇性刻蝕的材料制成。犧牲層2可由電介質(zhì)材料(如3100、碳、類金剛石碳、光致抗蝕劑、多晶半導(dǎo)體材料、非晶半導(dǎo)體材料或不同單晶材料半導(dǎo)體材料(如31464)制成。
[0101]在圖21所示的示例性實(shí)施例中，半導(dǎo)體臺(tái)面1從普通半導(dǎo)體襯底30延伸至上表面101。為了清晰，圖21中只示出了三個(gè)半導(dǎo)體臺(tái)面1。此外，典型地圖21的繪制不是按比例的。例如，溝槽50(還有犧牲層2)可以具有高達(dá)幾微米的垂直延伸11和超過(guò)約10的高深寬比更典型地超過(guò)約20或50的高深寬比卜/界，例如高達(dá)約1000的高深寬比
匕/界。
[0102]待制造的半導(dǎo)體器件300可以是120？21。在該實(shí)施例中，產(chǎn)生圖21所示的結(jié)構(gòu)的方法可以包括依次執(zhí)行的如下步驟:提供半導(dǎo)體襯底40，其具有延伸至上表面101的半導(dǎo)體層；從上方刻蝕寬溝槽52到半導(dǎo)體層1中使得形成半導(dǎo)體臺(tái)面1 (圖21的左和右部分)；例如通過(guò)熱氧化分別在寬溝槽52和第一半導(dǎo)體臺(tái)面1的側(cè)壁處形成犧牲層2(如，犧牲電介質(zhì)層2)；執(zhí)行選擇性外延生長(zhǎng)工藝，以在寬溝槽52中形成第二半導(dǎo)體臺(tái)面1” ；可選的01？工藝；以及形成橋接相鄰的半導(dǎo)體臺(tái)面對(duì)1、1”的支撐結(jié)構(gòu)10。
[0103]由于該處理，在犧牲層2的界面處的犧牲層2和/或第二半導(dǎo)體臺(tái)面1”的質(zhì)量可能太低。因此，通常希望替代那些區(qū)域。這典型地包括通過(guò)刻蝕去除犧牲層2，以暴露第一和第二半導(dǎo)體臺(tái)面1的側(cè)壁。在這樣做的過(guò)程中，可在第一和第二臺(tái)面1之間形成垂直溝槽50。如果使用濕法刻蝕來(lái)形成溝槽50，隨后采用漂洗和干燥。在這些步驟期間，可以保護(hù)半導(dǎo)體臺(tái)面1、1”免于偏斜，斷裂和/或形成例如由于振動(dòng)或毛細(xì)力導(dǎo)致的牢固接觸。[0104]隨后，可用電介質(zhì)材料完全填充溝槽50以及至少部分地去除支撐結(jié)構(gòu)10。典型地，溝槽50的側(cè)壁和底壁被熱氧化。因此，形成了可用作的累積氧化物的高質(zhì)量電介質(zhì)并去除了在側(cè)壁處或接近側(cè)壁的可能的晶體缺陷。在另一實(shí)施例中，溝槽50只是部分地被填充。例如，部分填充的溝槽可包含空隙以減小機(jī)械應(yīng)力。
[0105]在實(shí)施例中，其中支撐結(jié)構(gòu)10由碳、類金剛石碳或光致抗蝕劑制成，其可以被灰化，填充溝槽50和去除支撐結(jié)構(gòu)10可通過(guò)普通干法刻蝕工藝或等離子工藝來(lái)執(zhí)行。
[0106]在其它實(shí)施例中，其中支撐結(jié)構(gòu)10由不能容易地通過(guò)灰化被去除的材料(諸如多晶硅或氮化硅(^“隊(duì)))形成，支撐結(jié)構(gòu)10可通過(guò)刻蝕和/或拋光，例如工藝被去除。
[0107]支撐結(jié)構(gòu)10的設(shè)計(jì)，包括材料、高度和從上方看時(shí)的布局，可根據(jù)所期望的機(jī)械負(fù)荷、熱負(fù)荷和/或在處理凹進(jìn)側(cè)壁和/或溝槽底部期間所期望的水壓負(fù)荷(量值和/或頻率)來(lái)選擇。
[0108]支撐結(jié)構(gòu)10的布局可以是如上面關(guān)于圖10八和108所解釋的那樣。在圖22八和228中示出進(jìn)一步的實(shí)例，其分別表明連續(xù)支撐結(jié)構(gòu)10和橋接兩個(gè)或更多個(gè)犧牲層2 (和溝槽)的條形部分10的支撐結(jié)構(gòu)10。
[0109]從上方看時(shí)，支撐結(jié)構(gòu)10也可包括基本上為環(huán)形、圓形、橢圓形、六邊形或其它多邊形結(jié)構(gòu)。
[0110]參考圖23八和238，解釋了形成半導(dǎo)體器件400的方法的方法步驟。待制造的半導(dǎo)體器件400典型地也為丁。
[0111]在第一步驟中，提供具有上表面(101)和半導(dǎo)體材料的半導(dǎo)體層1的半導(dǎo)體襯底40，所述半導(dǎo)體層1延伸至上表面(101)。
[0112]隨后，可以從上表面(101)刻蝕寬溝槽52到半導(dǎo)體層1中使得形成第一半導(dǎo)體臺(tái)面1，其通過(guò)寬溝槽52彼此分離并通過(guò)第一半導(dǎo)體層1的剩余半導(dǎo)體部分10被連接，所述剩余半導(dǎo)體部分10即半導(dǎo)體材料(典型地為硅)的部分10。在圖23八說(shuō)明了所得到的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)400，其示出了半導(dǎo)體本體40的上表面(101)上的平面圖。
[0113]在這樣做的過(guò)程中，通過(guò)普通刻蝕工藝形成了間隔開(kāi)的半導(dǎo)體臺(tái)面1和因此延伸至上表面的支撐結(jié)構(gòu)10。
[0114]當(dāng)從上方看時(shí)，寬溝槽52可形成為細(xì)長(zhǎng)的長(zhǎng)方形，其具有更大的幾十微米的水平延伸(寬度上至超過(guò)約100^111。此外，當(dāng)從上方看時(shí)，寬溝槽52典型地至少在元胞的有源器件區(qū)域內(nèi)形成規(guī)則的二維陣列。更進(jìn)一步，寬溝槽52典型地形成為使得基本上平行的第一半導(dǎo)體臺(tái)面1被形成為從上方看時(shí)具有比寬溝槽52更大的最大延伸，例如大至少三倍、至少五倍或甚至至少十倍。
[0115]沿虛線81在基本上垂直于上表面的第一垂直截面中，半導(dǎo)體本體40典型地具有多個(gè)從普通襯底延伸至上表面的間隔開(kāi)的寬溝槽52。
[0116]沿虛線82在基本上垂直于上表面的第二垂直`截面中，半導(dǎo)體本體40可以只包括普通襯底和從普通襯底延伸至上表面的半導(dǎo)體層1的連續(xù)剩余部分1、10。
[0117]隨后，電介質(zhì)層3可至少形成在半導(dǎo)體部分10和第一半導(dǎo)體臺(tái)面1的側(cè)壁處。典型地，當(dāng)從上方觀看時(shí)這產(chǎn)生基本上為環(huán)形的電介質(zhì)結(jié)構(gòu)3。
[0118]典型地，電介質(zhì)層3通過(guò)熱氧化形成。
[0119]隨后，可采用選擇性外延生長(zhǎng)工藝，之后是可選的平坦化工藝，來(lái)用第二半導(dǎo)體臺(tái)面15填充寬溝槽52。所得到的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)在圖238中示出。
[0120]在將制造的實(shí)施例中，第一和第二半導(dǎo)體臺(tái)面1、15 (或更典型地其部分)典型地分別形成漂移控制區(qū)1和漂移區(qū)15。
[0121]在實(shí)施例中，其中相鄰寬溝槽52之間的半導(dǎo)體部分10的水平延伸(寬度)％足夠小，通過(guò)熱氧化形成電介質(zhì)層3可導(dǎo)致如圖24八對(duì)于結(jié)構(gòu)401所示的半導(dǎo)體部分10的完全氧化。在這樣做的過(guò)程中，可以去除可能具有晶體缺陷的第二半導(dǎo)體臺(tái)面15的邊緣區(qū)域。
[0122]在其它實(shí)施例中，如圖248對(duì)于結(jié)構(gòu)402所示的，半導(dǎo)體部分10和電介質(zhì)層3的鄰接部分被電介質(zhì)插塞4取代。這可通過(guò)掩?？涛g、沉積電介質(zhì)材料、平坦化工藝和/或部分地背刻蝕該沉積的電介質(zhì)材料來(lái)實(shí)現(xiàn)。在這樣做的過(guò)程中，可以去除可能具有晶體缺陷的第二半導(dǎo)體臺(tái)面15的邊緣區(qū)域。
[0123]參考圖25八和258，解釋了形成半導(dǎo)體器件403的另一方法的方法步驟。該方法類似于上面關(guān)于圖23八和238所解釋的?？墒?，執(zhí)行刻蝕寬溝槽52的步驟使得寬溝槽52和半導(dǎo)體部分10形成從上方看時(shí)為相應(yīng)的三角形晶格而不是相應(yīng)的長(zhǎng)方形晶格。
[0124]參照?qǐng)D26八和268，解釋了形成半導(dǎo)體器件500的方法的方法步驟。
[0125]在第一步驟中，可以提供具有上表面101和延伸至上表面101的半導(dǎo)體層1的半導(dǎo)體襯底40。
[0126]隨后，可以從上表面101刻蝕溝槽50、50’到半導(dǎo)體層1中。因此，形成具有側(cè)壁的半導(dǎo)體臺(tái)面1。半導(dǎo)體臺(tái)面1、1’和側(cè)壁分別通過(guò)具有各自底壁55、55’的溝槽50、50’彼此分離。
[0127]隨后，可以在上表面101處形成機(jī)械地連接半導(dǎo)體臺(tái)面1、1’的支撐結(jié)構(gòu)10。所得到的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)500在圖26八和268中示出，其分別示出了穿過(guò)結(jié)構(gòu)500的垂直截面圖(沿線8)以及在結(jié)構(gòu)500上的平面圖。
[0128]因此，多個(gè)半導(dǎo)體臺(tái)面1、1’典型地形成為從普通半導(dǎo)體層30延伸至上表面101。(待制造的一個(gè)器件的)最外面的半導(dǎo)體臺(tái)面1’和最外面的溝槽50’可以在圖26八的垂直截面中分別與內(nèi)部的半導(dǎo)體臺(tái)面1以及內(nèi)部的溝槽50相比具有更大的水平延伸。
[0129]在上表面101處形成支撐結(jié)構(gòu)10典型地包括沉積負(fù)性抗蝕劑、掩模輻照該負(fù)性抗蝕劑以及施加膜顯影劑(光顯影劑)以形成至少在后續(xù)漂洗、干燥和/或從上方執(zhí)行的光刻的期間能夠穩(wěn)定通常薄的半導(dǎo)體臺(tái)面1的抗蝕劑結(jié)構(gòu)(支撐結(jié)構(gòu))10。
[0130]在將要制造？1必21'的實(shí)施例中，溝槽50、50’和半導(dǎo)體臺(tái)面1、1’可具有高至5 4 0或乃至更多微米的垂直延伸而半導(dǎo)體臺(tái)面1、1’和溝槽50、50’的寬度(在圖263的截面中的水平延伸)可以分別在約15011111或10011111以下和在約30011111以下。
[0131]典型地，用具有最小波長(zhǎng)(該波長(zhǎng)比相鄰半導(dǎo)體臺(tái)面1之間的距離大例如兩倍或三倍)的輻射來(lái)輻照負(fù)性抗蝕劑。因此，該輻射基本上不進(jìn)入該溝槽50、50’。因此，可形成支撐結(jié)構(gòu)10，其布置在上表面101處和上方，但是幾乎不在溝槽50、50’中，如圖26八和268所示。
[0132]隨后，采用摻雜步驟從上方向底壁55、55’和/或臺(tái)面?zhèn)缺谧⑷霌诫s劑而半導(dǎo)體臺(tái)面1、1’通過(guò)支撐結(jié)構(gòu)10被機(jī)械地連接。如果將摻雜劑注入到底壁55、55’的在平面圖中被支撐結(jié)構(gòu)10遮蔽的部分中，可采用傾角注入。
[0133]隨后，可以例如以熱處理或通過(guò)干法刻蝕去除支撐結(jié)構(gòu)10。I本上空的溝槽(50)或完全或至少基本上,體臺(tái)面(1)期間或之后，形成至少一個(gè)機(jī)因此，半導(dǎo)體臺(tái)面(1)被穩(wěn)定以用于進(jìn)一
0)而半導(dǎo)體臺(tái)面(1)仍然通過(guò)該支撐結(jié)構(gòu)
勺進(jìn)一步處理期間臺(tái)面(1)的斷裂和/或風(fēng)險(xiǎn)至少大大減小了。這對(duì)制造場(chǎng)效應(yīng)半殖機(jī)存取存儲(chǔ)器〉、具有半導(dǎo)體臺(tái)面(1)的5少為約10、20或甚至更高的高深寬比，和:甚至小于約10011111的小間距。
1 (1)彼此通過(guò)空的、基本上為空的或至少?一個(gè)支撐結(jié)構(gòu)(1040)被穩(wěn)定，該至少一?質(zhì)或多晶硅的固體材料填充溝槽(50)之
括:在半導(dǎo)體襯底(40)中形成延伸至上面、面(1)彼此通過(guò)溝槽(50)間隔開(kāi)，所述溝空的或至少基本上填充有相對(duì)于半導(dǎo)體臺(tái)面(1)的單晶硅半導(dǎo)體材料可選擇性刻蝕的材料。
[0145]盡管已經(jīng)公開(kāi)了本發(fā)明的各種示例性實(shí)施例，但是對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯然在不偏離本發(fā)明的精神和范圍下，可以做出各種改變和修改，其將獲得本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)中的一些。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)明顯的是，執(zhí)行相同功能的其它部件可以被適當(dāng)?shù)厝〈?。?yīng)當(dāng)提及的是參照特定圖解釋的特征可與其它圖的特征相結(jié)合，甚至在那些其沒(méi)有被明確提及的情況下。對(duì)本發(fā)明概念的這樣的修改旨在由所附權(quán)利要求覆蓋。
[0146]空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)，例如“之下”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等等為了易于描述而用于解釋一個(gè)元件相對(duì)于另一個(gè)元件的定位。這些術(shù)語(yǔ)旨在除了與圖中描述的那些不同的取向之外還包括器件的不同取向。進(jìn)一步地，術(shù)語(yǔ)，例如“第一”、“第二”等，也用于描述各種元件、區(qū)域、部分等并且也不旨在是限制性的。在整個(gè)說(shuō)明書(shū)中類似的術(shù)語(yǔ)指代類似的元件。
[0147]如文中所用，術(shù)語(yǔ)“具有”、“包含”、“包括”、“含有”等是開(kāi)放式術(shù)語(yǔ)，其指示所述元件或特征的存在，而不排除另外的元件或特征。冠詞“一”、“一個(gè)”和“該”旨在包含復(fù)數(shù)和單數(shù)，除非文中另外清楚地指示。
[0148]認(rèn)識(shí)到上面變化和應(yīng)用的范圍，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明不受前面描述的限制，其也不受附圖的限制。替代地，本發(fā)明只受限于下面的權(quán)利要求及其法律等效物。
【權(quán)利要求】
1.一種形成半導(dǎo)體器件的方法，該方法包括: -在半導(dǎo)體襯底中形成延伸至上面的多個(gè)半導(dǎo)體臺(tái)面使得相鄰半導(dǎo)體臺(tái)面彼此通過(guò)基本上為空的溝槽和基本上被相對(duì)于半導(dǎo)體臺(tái)面為可選擇性刻蝕的犧牲層填充的溝槽之一間隔開(kāi)； -形成機(jī)械地連接半導(dǎo)體臺(tái)面的支撐結(jié)構(gòu)；以及 -從所述上面處理半導(dǎo)體襯底而半導(dǎo)體臺(tái)面通過(guò)該支撐結(jié)構(gòu)被機(jī)械地連接。
2.權(quán)利要求1所述的方法，其中形成多個(gè)半導(dǎo)體臺(tái)面和形成支撐結(jié)構(gòu)包括普通刻蝕工藝。
3.權(quán)利要求1所述的方法，其中形成多個(gè)半導(dǎo)體臺(tái)面包括下述中的至少一個(gè): -提供包括延伸至所述上面的半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體襯底； -從所述上面刻蝕溝槽以形成多個(gè)半導(dǎo)體臺(tái)面，所述多個(gè)半導(dǎo)體臺(tái)面在基本上與所述上面正交的垂直截面中通過(guò)溝槽彼此間隔開(kāi)； -從所述上面刻蝕寬溝槽到半導(dǎo)體層中使得形成第一半導(dǎo)體臺(tái)面，所述第一半導(dǎo)體臺(tái)面在基本上與所述上面正交的垂直截面中通過(guò)寬溝槽彼此分離； -在寬溝槽的側(cè)壁處形成犧牲層； -執(zhí)行選擇性外延生長(zhǎng)工藝以在寬溝槽中形成第二半導(dǎo)體臺(tái)面；以及-從所述上面刻蝕寬溝槽到半導(dǎo)體層中以形成通過(guò)寬溝槽彼此分離的第一半導(dǎo)體臺(tái)面以及形成連接相鄰第一半導(dǎo)體臺(tái)面對(duì)的半導(dǎo)體部分。
4.權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括下述中的至少一個(gè): -用電介質(zhì)層至少部分地代替犧牲層； -用固體材料至少部分地填充溝槽；以及 -部分地去除該支撐結(jié)構(gòu)。
5.權(quán)利要求1所述的方法，其中處理半導(dǎo)體襯底包括下述中的至少一個(gè):至少部分地去除犧牲層以使至少部分溝槽、溝槽的側(cè)壁和/或溝槽的底壁凹進(jìn)，向溝槽的側(cè)壁和/或底壁中進(jìn)行注入，至少漂洗溝槽的所述部分以及至少干燥溝槽的所述部分。
6.權(quán)利要求1所述的方法，其中給半導(dǎo)體襯底提供在垂直截面中具有至少約20的深寬比的半導(dǎo)體臺(tái)面。
7.權(quán)利要求1所述的方法，其中支撐結(jié)構(gòu)包括多晶硅、碳或類金剛石碳、和/或其中支撐結(jié)構(gòu)由一種材料制成。
8.權(quán)利要求1所述的方法，其中多個(gè)半導(dǎo)體臺(tái)面和/或半導(dǎo)體襯底包括第一單晶半導(dǎo)體材料；且其中犧牲層包括電介質(zhì)材料、碳、類金剛石碳、抗蝕劑、多晶硅半導(dǎo)體材料、非晶半導(dǎo)體材料和/或不同于第一單晶半導(dǎo)體材料的第二單晶半導(dǎo)體材料。
9.一種形成半導(dǎo)體器件的方法，該方法包括: -提供具有上面和在基本上與所述上面正交的垂直截面中包含第一單晶材料的多個(gè)半導(dǎo)體臺(tái)面的半導(dǎo)體襯底，所述多個(gè)半導(dǎo)體臺(tái)面通過(guò)犧牲層彼此間隔開(kāi)，所述犧牲層相對(duì)于第一單晶半導(dǎo)體材料是可選擇性刻蝕的并布置在從所述上面延伸至半導(dǎo)體襯底中的溝槽中； -在半導(dǎo)體臺(tái)面上形成機(jī)械地連接半導(dǎo)體臺(tái)面的支撐結(jié)構(gòu)； -至少部分地取代犧牲層而半導(dǎo)體臺(tái)面仍然通過(guò)該支撐結(jié)構(gòu)被機(jī)械地連接；以及-至少部分地去除支撐結(jié)構(gòu)。
10.權(quán)利要求9的方法，其中至少部分地取代犧牲層包括下述中的至少一個(gè):相對(duì)于半導(dǎo)體臺(tái)面選擇性刻蝕犧牲層以暴露半導(dǎo)體臺(tái)面的側(cè)壁，以及熱氧化側(cè)壁；和/或其中支撐結(jié)構(gòu)基本上形成在半導(dǎo)體臺(tái)面上方。
11.權(quán)利要求9的方法，其中犧牲層包括電介質(zhì)材料、碳、類金剛石碳、多晶硅半導(dǎo)體材料、非晶半導(dǎo)體材料和/或不同于第一單晶半導(dǎo)體材料的第二單晶半導(dǎo)體材料。
12.—種形成半導(dǎo)體器件的方法，該方法包括: -提供包括上面和由半導(dǎo)體材料構(gòu)成并延伸至該上面的半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體襯底； -從該上面刻蝕寬溝槽到半導(dǎo)體層中使得形成第一半導(dǎo)體臺(tái)面，所述第一半導(dǎo)體臺(tái)面通過(guò)寬溝槽彼此分離并被由半導(dǎo)體材料構(gòu)成的半導(dǎo)體部分連接； -至少在第一半導(dǎo)體臺(tái)面的側(cè)壁處形成電介質(zhì)層；以及 -執(zhí)行選擇性外延生長(zhǎng)工藝以填充具有第二半導(dǎo)體臺(tái)面的寬溝槽中的至少一個(gè)。
13.權(quán)利要求12的方法，其中形成電介質(zhì)層包括氧化第一半導(dǎo)體臺(tái)面的側(cè)壁和/或至少部分地氧化半導(dǎo)體部分。
14.權(quán)利要求12的方法，其中形成電介質(zhì)層使得當(dāng)從上方觀看時(shí)它們基本上為環(huán)形的。
15.一種形成半導(dǎo)體器件的方法，該方法包括: -提供具有上面和包括延伸至該上面的半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體襯底； -從該上面刻蝕寬溝槽到半導(dǎo)體層中使得形成包含側(cè)壁的半導(dǎo)體臺(tái)面，所述半導(dǎo)體臺(tái)面通過(guò)溝槽彼此分離，每個(gè)溝槽包含底壁； -在該上面處形成機(jī)械地連接半導(dǎo)體臺(tái)面的支撐結(jié)構(gòu)；以及 -從該上面向底壁和/或側(cè)壁中注入摻雜劑而半導(dǎo)體臺(tái)面通過(guò)該支撐結(jié)構(gòu)被機(jī)械地連接。
16.權(quán)利要求15的方法，進(jìn)一步包括至少部分地去除該支撐結(jié)構(gòu)。
17.權(quán)利要求15的方法，其中形成支撐結(jié)構(gòu)包括下述中的至少一個(gè): -沉積負(fù)性抗蝕劑； -輻照該負(fù)性抗蝕劑以形成至少部分地固化的抗蝕劑結(jié)構(gòu)； -利用膜顯影劑漂洗溝槽；以及 -干燥半導(dǎo)體襯底。
18.權(quán)利要求17的方法，其中用具有比相鄰半導(dǎo)體臺(tái)面之間的距離大的波長(zhǎng)的輻射來(lái)輻照負(fù)性抗蝕劑。
19.權(quán)利要求15的方法，進(jìn)一步包括下述中的至少一個(gè): -刻蝕該支撐結(jié)構(gòu)；以及 -去除該支撐結(jié)構(gòu)。
20.權(quán)利要求15的方法，其中刻蝕溝槽使得半導(dǎo)體臺(tái)面在與所述上面基本上正交的截面中具有至多約15011111的寬度。
【文檔編號(hào)】H01L21/336GK103839824SQ201310757138
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2013年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月21日
【發(fā)明者】F·布勞恩, M·黑勒, D·凱澤, M·萊姆克, A·毛德, I·莫伊澤爾, D·沙萊特, K·佐沙格, H·施特拉克 申請(qǐng)人:英飛凌科技德累斯頓有限責(zé)任公司