本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法。

背景技術(shù)：

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展，集成電路的尺寸逐漸減小。半導(dǎo)體幾何尺寸的不斷縮小也給半導(dǎo)體封裝工藝帶來(lái)了挑戰(zhàn)。

封裝(package)是把集成電路裝配為芯片最終產(chǎn)品的過(guò)程。具體的，封裝的步驟包括：首先在半導(dǎo)體襯底上形成集成電路器件，例如晶體管等；然后在集成電路器件上形成連接上述集成電路器件的金屬互連結(jié)構(gòu)；之后在金屬互連結(jié)構(gòu)上形成金屬焊盤(pán)，并在所述焊盤(pán)上形成焊球，以通過(guò)上述焊球?qū)⑿酒Y(jié)構(gòu)電連接至印制電路板或?qū)善酒娺B接在一起。

為了保護(hù)半導(dǎo)體襯底上的集成電路器件，對(duì)半導(dǎo)體元件進(jìn)行封裝時(shí)，在半導(dǎo)體襯底及焊盤(pán)上形成有介質(zhì)層。然而，現(xiàn)有封裝技術(shù)容易出現(xiàn)介質(zhì)層開(kāi)裂的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的問(wèn)題是提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法，能夠解決介質(zhì)層容易開(kāi)裂的問(wèn)題。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法，包括：提供襯底；在所述襯底上形成墊塊，所述墊塊包括與所述襯底相對(duì)的第一面、與第一面相對(duì)的第二面以及位于第一面和第二面之間的側(cè)面，所述第二面與側(cè)面相接處為棱邊；采用含氫反應(yīng)物形成覆蓋所述襯底和所述棱邊的介質(zhì)層，所述介質(zhì)層中含有硅氫鍵，所述介質(zhì)層包括：覆蓋襯底和所述棱邊的第一介質(zhì)層，所述第一介質(zhì)層中硅氫鍵所占的摩爾百分比小于2.8％。

可選的，所述介質(zhì)層為包括第一介質(zhì)層的單層結(jié)構(gòu)，或者，所述介質(zhì)層為包括第一介質(zhì)層的多層結(jié)構(gòu)。

可選的，形成介質(zhì)層的步驟中，所述介質(zhì)層為三層結(jié)構(gòu)，包括：兩層所述第一介質(zhì)層，以及位于兩層第一介質(zhì)層之間的第二介質(zhì)層。

可選的，形成介質(zhì)層的步驟中，所述介質(zhì)層為雙層結(jié)構(gòu)，所述介質(zhì)層還包括第二介質(zhì)層，所述第二介質(zhì)層位于所述第一介質(zhì)層上，或者，所述第二介質(zhì)層位于襯底和第一介質(zhì)層之間。

可選的，所述第二介質(zhì)層中硅氫鍵所占的摩爾百分比在2.8％～4％的范圍內(nèi)。

可選的，所述第一介質(zhì)層中硅氫鍵所占的摩爾百分比在0～1.9％的范圍內(nèi)。

可選的，所述介質(zhì)層的材料為氮化硅。

可選的，所述第一介質(zhì)層的材料為氮化硅；

形成介質(zhì)層的步驟中，通過(guò)等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝形成所述第一介質(zhì)層；

形成所述第一介質(zhì)層的工藝參數(shù)包括：射頻功率為1000w～1500w，氣體壓強(qiáng)為3.7torr～4.7torr；

反應(yīng)氣體為硅烷、氨氣和氮?dú)?，氨氣與硅烷的流量比為0.25～0.35，氮?dú)馀c硅烷的流量比為18～28。

可選的，襯底與第二介質(zhì)層之間的第一介質(zhì)層厚度為90?！?00埃，位于第二介質(zhì)層上的第一介質(zhì)層厚度為100?！?00埃。

可選的，所述第一介質(zhì)層中雜質(zhì)鍵所占的摩爾百分比小于6.5％。

可選的，所述介質(zhì)層的厚度在4000?！?000埃的范圍內(nèi)。

相應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括：襯底；位于襯底上的墊塊，所述墊塊包括與所述襯底相對(duì)的第一面、與第一面相對(duì)的第二面以及位于第一面和第二面之間的側(cè)面，所述第二面與側(cè)面相接處為棱邊；覆蓋所述襯底和所述棱邊的介質(zhì)層，所述介質(zhì)層中含有硅氫鍵，所述介質(zhì)層包括：覆蓋襯底和所述棱邊的第一介質(zhì)層，第一介質(zhì)層中硅氫鍵所占的摩爾百分比小于2.8％。

可選的，所述介質(zhì)層為包括第一介質(zhì)層的單層結(jié)構(gòu)，或者，所述介質(zhì)層為包括第一介質(zhì)層的多層結(jié)構(gòu)。

可選的，所述介質(zhì)層為三層結(jié)構(gòu)，包括：兩層第一介質(zhì)層，以及位于兩層第一介質(zhì)層之間的第二介質(zhì)層。

可選的，所述介質(zhì)層為雙層結(jié)構(gòu)，所述介質(zhì)層包括位于襯底上的第一介質(zhì)層和位于第一介質(zhì)層上的第二介質(zhì)層，或者，所述介質(zhì)層包括位于襯底上的第二介質(zhì)層以及位于第二介質(zhì)層上的第一介質(zhì)層。

可選的，所述第二介質(zhì)層中硅氫鍵所占的摩爾百分比在2.8％～4％的范圍內(nèi)。

可選的，所述第一介質(zhì)層中硅氫鍵所占的摩爾百分比在0～1.9％的范圍內(nèi)。

可選的，所述介質(zhì)層的材料為氮化硅。

可選的，襯底與第二介質(zhì)層之間第一介質(zhì)層的厚度為90?！?00埃，位于第二介質(zhì)層上的第一介質(zhì)層厚度為100?！?00埃。

可選的，所述介質(zhì)層的厚度在4000埃～8000埃的范圍內(nèi)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法通過(guò)減少所述第一介質(zhì)層中硅氫鍵的含量，使第一介質(zhì)層不容易產(chǎn)生懸掛鍵，從而增加介質(zhì)層的穩(wěn)定性。本發(fā)明第一介質(zhì)層覆蓋在襯底以及墊塊的棱邊這些容易出現(xiàn)裂紋的邊角處，可以減小介質(zhì)層出現(xiàn)開(kāi)裂的幾率。此外，低硅氫鍵含量的介質(zhì)層薄膜在外界作用下翹曲變形小，在自身變形恢復(fù)或受到外界作用時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力小，因此不容易產(chǎn)生裂縫。

可選方案中，所述介質(zhì)層為由兩層第一介質(zhì)層和位于兩層第一介質(zhì)層之間的第二介質(zhì)層形成的疊層結(jié)構(gòu)。具有疊層結(jié)構(gòu)的介質(zhì)層缺陷覆蓋能力好，兩層第一介質(zhì)層中硅氫鍵的含量低，能夠減少介質(zhì)層表面因應(yīng)力集中產(chǎn)生的裂紋。

附圖說(shuō)明

圖1至圖4是本發(fā)明的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法各步驟一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是不同氮化硅薄膜在不同工作環(huán)境下的穩(wěn)定性曲線圖；

圖6是不同氮化硅薄膜的熱應(yīng)力形變量和疲勞裂紋數(shù)與加熱處理次數(shù)的關(guān)系圖；

圖7本發(fā)明的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)有技術(shù)封裝工藝中半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)存在諸多問(wèn)題，例如：半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中介質(zhì)層容易開(kāi)裂。

現(xiàn)有技術(shù)封裝工藝中，所述介質(zhì)層通常為氮化硅層，在形成氮化硅層的過(guò)程中，反應(yīng)物包括含氫原子的氣體，這容易使形成的氮化硅層中硅氫鍵含量較高。而硅氫鍵不穩(wěn)定，在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)形成過(guò)程的高溫制程中，容易斷裂。從而使氮化硅層中形成較多的懸掛鍵，導(dǎo)致氮化硅層穩(wěn)定性差，容易產(chǎn)生裂紋。此外，高硅氫鍵含量的氮化硅層容易發(fā)生翹曲變形，導(dǎo)致在氮化硅層受到壓力作用或自身形變恢復(fù)時(shí)，位于焊盤(pán)邊緣區(qū)域的氮化硅層容易因應(yīng)力集中而開(kāi)裂。

為解決所述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法。包括：提供襯底；在所述襯底上形成墊塊，所述墊塊包括與所述襯底相對(duì)的第一面、與第一面相對(duì)的第二面以及位于第一面和第二面之間的側(cè)面，所述第二面與側(cè)面相接處為棱邊；采用含氫反應(yīng)物形成覆蓋所述襯底和所述棱邊的介質(zhì)層，所述介質(zhì)層中含有硅氫鍵，所述介質(zhì)層包括：覆蓋襯底和所述棱邊的第一介質(zhì)層，所述第一介質(zhì)層中硅氫鍵所占的摩爾百分比小于2.8％。其中，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法通過(guò)減少所述第一介質(zhì)層中硅氫鍵的含量，使第一介質(zhì)層不容易產(chǎn)生懸掛鍵，從而增加介質(zhì)層的穩(wěn)定性。本發(fā)明第一介質(zhì)層覆蓋在襯底以及墊塊的棱邊這些容易出現(xiàn)裂紋的邊角處，可以減小介質(zhì)層出現(xiàn)開(kāi)裂的幾率。此外，低硅氫鍵含量的介質(zhì)層薄膜在外界作用下翹曲變形小，在自身變形恢復(fù)或受到外界作用時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力小，因此不容易產(chǎn)生裂縫。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖 對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說(shuō)明。

請(qǐng)圖1至圖4，示出了本發(fā)明的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法一實(shí)施例各步驟的結(jié)構(gòu)示意圖。

需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例以半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的封裝方法為例對(duì)本發(fā)明的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法做詳細(xì)說(shuō)明。

請(qǐng)參考圖1，提供襯底100，所述襯底100用于為形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)提供操作平臺(tái)。

本實(shí)施例中，所述襯底100為芯片。在其他實(shí)施例中，所述襯底還可以為硅襯底，并且包括多個(gè)導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。

本實(shí)施例中，所述襯底100可以包括電子元件，例如：電阻器、電容器、信號(hào)分配器及他們的組合等。

請(qǐng)參考圖2，在所述襯底100上形成墊塊110，所述墊塊110包括與所述襯底100相對(duì)的第一面、與第一面相對(duì)的第二面以及位于第一面和第二面之間的側(cè)面，所述第二面與側(cè)面相接處為棱邊。

本實(shí)施例中，所述墊塊110為焊盤(pán)，所述墊塊110用于實(shí)現(xiàn)所述襯底100中的電子元件與外部電路的電連接。但是本發(fā)明對(duì)此不做限定，在其他實(shí)施例中，所述墊塊可以為襯底上的測(cè)試單元或重布線層等。

結(jié)合參考圖3和圖4，所述圖4為圖3的局部放大圖。采用含氫反應(yīng)物形成覆蓋所述襯底100和所述棱邊的介質(zhì)層120，所述介質(zhì)層120中含有硅氫鍵，所述介質(zhì)層120包括：覆蓋襯底100和所述棱邊的第一介質(zhì)層，所述第一介質(zhì)層中硅氫鍵所占的摩爾百分比小于2.8％。

因?yàn)樗龅谝唤橘|(zhì)層中硅氫鍵所占的摩爾百分比小于2.8％。第一介質(zhì)層的穩(wěn)定性好，且翹曲變形小，因此不容易開(kāi)裂。

圖5是氮化硅薄膜在不同的工作環(huán)境下的穩(wěn)定性變化規(guī)律曲線圖。

請(qǐng)參考圖5，示出氮化硅薄膜在不同的工作環(huán)境下的變形量曲線圖。橫坐標(biāo)表示氮化硅薄膜的工作條件。0、24h、48h及144h分別表示氮化硅薄膜在室內(nèi)環(huán)境下工作0、24h、48h及144h；uhast48h表示氮化硅薄膜在濕度為 80％～90％；溫度為125攝氏度的環(huán)境下工作48h?？v坐標(biāo)表示與氮化硅薄膜翹曲變形量對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值，應(yīng)力值越大表示氮化硅薄膜的翹曲變形越小，穩(wěn)定性越好。

曲線1示出現(xiàn)有技術(shù)一種氮化硅薄膜(硅氫鍵所占的摩爾百分比為2.8％～4％的氮化硅薄膜)的穩(wěn)定性變化規(guī)律曲線；曲線2是本發(fā)明的氮化硅薄膜(硅氫鍵所占的摩爾百分比為0～1.9％的氮化硅薄膜)的穩(wěn)定性變化規(guī)律曲線。

由圖5的曲線1所示，在0～144h時(shí)，硅氫鍵含量為2.8％～4％的氮化硅薄膜的穩(wěn)定性較高，對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值在220～230gpa的范圍內(nèi)。然而，當(dāng)?shù)璞∧ぴ跐穸葹?0％～90％且溫度為125攝氏度的環(huán)境下工作48h時(shí)，穩(wěn)定性迅速下降，對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值下降至190～200gpa。相對(duì)而言，由曲線2所示，在0～144h時(shí)，硅氫鍵含量為0％～1.9％的氮化硅薄膜的穩(wěn)定性所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值在也在220～230gpa的范圍內(nèi)，然而當(dāng)硅氫鍵含量為0％～1.9％的氮化硅薄膜在濕度為80％～90％且溫度為125攝氏度的環(huán)境下工作48h時(shí)，穩(wěn)定性下降較小，對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值在190～200gpa的范圍內(nèi)。

也就是說(shuō)，硅氫鍵含量較高的氮化硅薄膜在高溫高濕的環(huán)境下的穩(wěn)定性很差，這是由于氮化硅薄膜中的硅氫鍵在高溫高濕環(huán)境下容易斷裂形成懸掛鍵的緣故。而本發(fā)明中介質(zhì)層采用硅氫鍵含量較低的氮化硅薄膜，氮化硅薄膜的穩(wěn)定性較好，特別是在高溫高濕環(huán)境下，低硅氫鍵含量的氮化硅薄膜的穩(wěn)定性較現(xiàn)有技術(shù)的氮化硅薄膜有明顯改善。

圖6是不同氮化硅薄膜的熱應(yīng)力形變量和疲勞裂紋數(shù)與加熱處理次數(shù)的關(guān)系圖。

請(qǐng)參考圖6，示出氮化硅薄膜的熱應(yīng)力形變和疲勞裂紋數(shù)隨加熱處理過(guò)程次數(shù)變化的曲線圖。其中橫坐標(biāo)表示加熱處理次數(shù)，所述加熱處理使是指：在400～450攝氏度下加熱120～170min；左側(cè)縱坐標(biāo)表示氮化硅薄膜的熱應(yīng)力形變，右側(cè)縱坐標(biāo)表示氮化硅薄膜的疲勞裂紋數(shù)。

在圖6中，曲線3表示現(xiàn)有技術(shù)一種氮化硅薄膜(硅氫鍵所占的摩爾百分比為2.8％～4％的氮化硅薄膜)的熱應(yīng)力變形量隨加熱處理次數(shù)的變化曲線； 曲線4表示現(xiàn)有技術(shù)一種氮化硅薄膜(硅氫鍵所占的摩爾百分比為2.8％～4％的氮化硅薄膜)的疲勞裂紋數(shù)隨加熱處理次數(shù)變化的曲線；曲線5表示本發(fā)明的氮化硅薄膜(硅氫鍵所占的摩爾百分比為0～1.9％的氮化硅薄膜)的熱應(yīng)力變形量隨加熱處理次數(shù)的變化；曲線6表示本發(fā)明的氮化硅薄膜(硅氫鍵所占的摩爾百分比為0～1.9％的氮化硅薄膜)的疲勞裂紋數(shù)隨加熱處理次數(shù)的變化。

由圖6中的曲線3和曲線5所示，在不對(duì)現(xiàn)有技術(shù)和本發(fā)明的氮化硅薄膜處理時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)和本發(fā)明的氮化硅薄膜的熱應(yīng)力變形量相同；隨著加熱處理次數(shù)的增加本發(fā)明的氮化硅薄膜的熱應(yīng)力變形量小于現(xiàn)有技術(shù)氮化硅薄膜的熱應(yīng)力變形量。由圖6中曲線4所示，現(xiàn)有技術(shù)的氮化硅薄膜在進(jìn)行0～4次所述加熱處理時(shí)，沒(méi)有出現(xiàn)裂紋，當(dāng)加熱處理次數(shù)達(dá)到4次時(shí)出現(xiàn)4條裂紋，加熱處理次數(shù)達(dá)到5次時(shí)出現(xiàn)9條裂紋；由圖6中曲線6所示，本發(fā)明的氮化硅薄膜在進(jìn)行0～5次所述加熱處理時(shí)，均沒(méi)有出現(xiàn)裂紋。

也就是說(shuō)，現(xiàn)有技術(shù)高硅氫鍵含量的氮化硅薄膜在多次加熱處理過(guò)程后的熱應(yīng)力變形量較大，因此在外界環(huán)境變化，自身形變恢復(fù)時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力較大，從而容易導(dǎo)致裂紋的出現(xiàn)。而本發(fā)明低硅氫鍵含量的氮化硅薄膜在多次加熱處理過(guò)程后的熱應(yīng)力變形量較小，自身形變恢復(fù)時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力較小，具有很好的抗疲勞性，翹曲變形小，裂紋不容易產(chǎn)生。

需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中，所述介質(zhì)層120為用于對(duì)所述芯片進(jìn)行封裝的氮化硅層，用于保護(hù)襯底100免受外界高溫高濕環(huán)境、紫外光及物理作用的損傷。但是本發(fā)明對(duì)此不做限定，所述介質(zhì)層還可以為其他材料的薄膜，例如氮氧化硅等。

繼續(xù)參考圖4，需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中，所述介質(zhì)層120覆蓋所述棱邊，介質(zhì)層120與所述棱邊接觸處容易在受到外界作用時(shí)出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象，導(dǎo)致介質(zhì)層120在與所述棱邊接觸處的表面形成裂紋。此外，本實(shí)施例中，所述介質(zhì)層120還覆蓋在襯底100上，從而在所述墊塊110與襯底100接觸處形成拐角。介質(zhì)層120在所述拐角處也容易在受到外界作用時(shí)集中應(yīng)力，導(dǎo)致介質(zhì)層120拐角表面容易形成裂紋。

為減少所述裂紋的出現(xiàn)，本實(shí)施例中，所述介質(zhì)層120為三層結(jié)構(gòu)，包括： 兩層所述第一介質(zhì)層，以及位于兩層第一介質(zhì)層之間的第二介質(zhì)層122，與襯底100接觸的第一介質(zhì)層為底層第一介質(zhì)層121，位于第二介質(zhì)層122上的第一介質(zhì)層為頂層第一介質(zhì)層123。

具體的，所述介質(zhì)層120包括依次覆蓋所述棱邊的底層第一介質(zhì)層121、第二介質(zhì)層122和頂層第一介質(zhì)層123。所述底層第一介質(zhì)層121直接覆蓋在所述棱邊處，用于承受介質(zhì)層120下方墊塊110棱邊處的應(yīng)力，減少介質(zhì)層120在與所述棱邊接觸處產(chǎn)生的裂紋。所述第二介質(zhì)層122用于保護(hù)內(nèi)部半導(dǎo)體元件，起防水和絕緣的作用，且第二介質(zhì)層122的生成速度快，能夠提高所述介質(zhì)層120的生產(chǎn)速度。所述頂層第一介質(zhì)層123在襯底100與墊塊110相接的拐角處變形最大，用于承受所述拐角處的應(yīng)力，減少介質(zhì)層120在所述拐角處產(chǎn)生的裂紋。

需要說(shuō)明的是，由于硅氫鍵化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，容易斷裂形成懸掛鍵。為了進(jìn)一步增加氮化硅薄膜的穩(wěn)定性且減小翹曲變形的發(fā)生。本實(shí)施例中，所述底層第一介質(zhì)層121和頂層第一介質(zhì)層123中硅氫鍵所占的摩爾百分比在0～1.9％的范圍內(nèi)。

還需要說(shuō)明的是，在降低所述底層第一介質(zhì)層121和頂層第一介質(zhì)層123中硅氫鍵含量的同時(shí)，底層第一介質(zhì)層121和頂層第一介質(zhì)層123中雜質(zhì)鍵的含量也相應(yīng)降低，具體的，底層第一介質(zhì)層121和頂層第一介質(zhì)層123中雜質(zhì)鍵所占的摩爾百分比小于6.5％，本實(shí)施例中，底層第一介質(zhì)層121和頂層第一介質(zhì)層123中雜質(zhì)鍵所占的摩爾百分比小于4％。

此外，如果所述底層第一介質(zhì)層121的厚度較小，很難減小介質(zhì)層120在與所述墊塊110棱邊接觸處產(chǎn)生的裂紋；如果所述底層第一介質(zhì)層121的厚度過(guò)大，容易給半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)集成度的提高造成困難。本實(shí)施例中，所述底層第一介質(zhì)層121的厚度在90?！?00埃的范圍內(nèi)。

同樣的，如果所述頂層第一介質(zhì)層123的厚度過(guò)小容易在外界作用下產(chǎn)生裂紋；所述頂層第一介質(zhì)層121的厚度過(guò)大，容易給半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)集成度的提高造成困難。因此，本實(shí)施例中，所述頂層第一介質(zhì)層123的厚度在100?！?00埃的范圍內(nèi)。

本實(shí)施例中，形成所述介質(zhì)層120的步驟包括：

如圖4所示，形成覆蓋所述棱邊的底層第一介質(zhì)層121；在所述底層第一介質(zhì)層121上形成第二介質(zhì)層122；在所述第二介質(zhì)層122上形成頂層第一介質(zhì)層123。

本實(shí)施例，通過(guò)等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝形成所述底層第一介質(zhì)層121和頂層第一介質(zhì)層123。等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝可以在較低溫度下沉積氮化硅薄膜。但是，本發(fā)明對(duì)此不做限定，在其他實(shí)施例中，還可以通過(guò)低壓化學(xué)氣相沉積工藝形成所述底層第一介質(zhì)層和頂層第一介質(zhì)層。

需要說(shuō)明的是，通過(guò)等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝形成所述底層第一介質(zhì)層121和頂層第一介質(zhì)層123的工藝參數(shù)包括：射頻功率，氣體壓強(qiáng)和反應(yīng)氣體等。射頻功率，氣體壓強(qiáng)及反應(yīng)氣體中不同氣體的含量比均會(huì)對(duì)形成的介質(zhì)層薄膜中硅氫鍵的含量產(chǎn)生影響。要得到低硅氫鍵含量的介質(zhì)層薄膜需綜合考慮射頻功率，氣體壓強(qiáng)和反應(yīng)氣體的影響。

具體的，本實(shí)施例中，所述射頻功率為450～1250w，氣體壓強(qiáng)為2torr～3torr；反應(yīng)氣體為硅烷、氨氣和氮?dú)猓渲?，硅烷與氨氣的流量比為1.2～1.7，氮?dú)馀c氨氣的流量比為：6.5～7.5。形成的底層第一介質(zhì)層121和頂層第一介質(zhì)層123中硅氫鍵與氮硅鍵的摩爾百分比為0～1.9％。

需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中，采用相同的工藝參數(shù)形成所述底層第一介質(zhì)層121和頂層第一介質(zhì)層123。但是本發(fā)明對(duì)此不做限定，還可以采用不同的工藝參數(shù)形成所述底層第一介質(zhì)層121和頂層第一介質(zhì)層123。

還需要說(shuō)明的是，本發(fā)明對(duì)所述形成底層第一介質(zhì)層121和頂層第一介質(zhì)層123的工藝參數(shù)不做限定，在其他實(shí)施例中，所述形成底層第一介質(zhì)層121和頂層第一介質(zhì)層123的工藝參數(shù)包括：射頻功率為1000w～1500w，氣體壓強(qiáng)為3.7torr～4.7torr；反應(yīng)氣體為硅烷、氨氣和氮?dú)猓渲?，氨氣與硅烷的流量比為0.25～0.35，氮?dú)馀c硅烷的流量比為：18～28。形成的底層第一介質(zhì)層121和頂層第一介質(zhì)層123中硅氫鍵所占的摩爾百分比為0～1.9％。

在形成所述第二介質(zhì)層122的過(guò)程中，氮?dú)饬髁勘戎氐脑黾訒?huì)導(dǎo)致反應(yīng)速率的降低。因此，為保證較高的介質(zhì)層120形成速率，氮?dú)饬髁勘戎夭灰走^(guò)大， 也就是說(shuō)，第二介質(zhì)層122中硅氫鍵的含量不易過(guò)小，具體的，本實(shí)施例中，所述第二介質(zhì)層122中硅氫鍵所占的摩爾百分比為2.8％～4％。

本實(shí)施例中，通過(guò)等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝形成所述第二介質(zhì)層122。等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝可以在較低溫度下沉積氮化硅薄膜。但是，本發(fā)明對(duì)此不做限定，在其他實(shí)施例中，還可以通過(guò)低壓化學(xué)氣相沉積工藝形成所述第二介質(zhì)層122。

需要說(shuō)明的是，通過(guò)等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝形成所述第二介質(zhì)層122的工藝參數(shù)包括：射頻功率，氣體壓強(qiáng)和反應(yīng)氣體等。射頻功率，氣體壓強(qiáng)及反應(yīng)氣體中不同氣體的含量比均會(huì)對(duì)形成的介質(zhì)層薄膜中硅氫鍵的含量產(chǎn)生影響。

具體的，本實(shí)施例中，所述射頻功率為500～1000w，氣體壓強(qiáng)為2～3torr；反應(yīng)氣體為硅烷、氨氣和氮?dú)?，其中，氨氣與硅烷的流量比為6～8，氮?dú)馀c硅烷的流量比為1～2。形成的第二介質(zhì)層122中硅氫鍵所占的摩爾百分比為2.8％～4％。

但是本發(fā)明對(duì)此不做限定，形成所述第二介質(zhì)層122的工藝參數(shù)還可以為1000w～1500w，氣體壓強(qiáng)為3.7torr～4.7torr；反應(yīng)氣體為硅烷、氨氣和氮?dú)?，其中，硅烷與氮?dú)獾牧髁勘葹?％～10％，氨氣與氮?dú)獾牧髁勘葹椋?％～8％。形成的第二介質(zhì)層122中硅氫鍵所占的摩爾百分比為2.8％～4％。

如果所述介質(zhì)層120的厚度過(guò)小，很難起到保護(hù)襯底100中半導(dǎo)體元件的作用；如果所述介質(zhì)層120的厚度過(guò)大，容易導(dǎo)致半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)集成度的降低。因此，本實(shí)施例中，所述介質(zhì)層120的厚度在4000埃～8000埃的范圍內(nèi)，即所述第二介質(zhì)層122的厚度在3400?！?800埃的范圍內(nèi)。

需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中，在形成所述介質(zhì)層120的步驟之前，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法還包括：形成覆蓋所述棱邊的緩沖層130，所述緩沖層130用于緩沖作用在所述介質(zhì)層120上的力，減少介質(zhì)層120的開(kāi)裂現(xiàn)象。

本實(shí)施例中，所述緩沖層130的材料為氧化硅。氧化硅與襯底100的結(jié)合性好，不易脫落，因此，能夠很好地保護(hù)所述襯底100。

本實(shí)施例中，形成所述緩沖層130的步驟包括：形成覆蓋所述棱邊的緩沖 材料層；對(duì)所述緩沖材料層進(jìn)行刻蝕去除所述墊塊110中間區(qū)域上的緩沖材料層形成所述緩沖層130。

具體的，本實(shí)施例中，通過(guò)化學(xué)氣相沉積工藝形成所述緩沖材料層。但是本發(fā)明對(duì)此不做限定，還可以通過(guò)物理氣相沉積工藝或原子層沉積工藝形成所述緩沖材料層。

繼續(xù)參考圖3和圖4，去除所述墊塊110中間區(qū)域上的所述底層第一介質(zhì)層121、第二介質(zhì)層122和頂層第一介質(zhì)層123，形成介電層。

具體的，可以通過(guò)干法或濕法刻蝕對(duì)所述底層第一介質(zhì)層121、第二介質(zhì)層122和頂層第一介質(zhì)層123進(jìn)行刻蝕，去除所述墊塊110中間區(qū)域上的所述底層第一介質(zhì)層121、第二介質(zhì)層122和頂層第一介質(zhì)層123。

需要說(shuō)明的是，在去除所述墊塊110中間區(qū)域上的所述底層第一介質(zhì)層121、第二介質(zhì)層122和頂層第一介質(zhì)層123，形成介電層的步驟中，去除所述墊塊110中間區(qū)域的緩沖材料層。

本實(shí)施例中，通過(guò)干法或濕法刻蝕去除所述墊塊110中間區(qū)域上的緩沖材料層形成所述緩沖層130。

需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例是以三層結(jié)構(gòu)的介質(zhì)層120為例對(duì)本發(fā)明的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明的。但是，本發(fā)明對(duì)所述介質(zhì)層的結(jié)構(gòu)不做限定，在另一實(shí)施例中，形成介質(zhì)層的步驟中，所述介質(zhì)層為雙層結(jié)構(gòu)，所述介質(zhì)層包括第一介質(zhì)層和位于第一介質(zhì)層上的第二介質(zhì)層，或者，所述第二介質(zhì)層包括位于襯底上的第二介質(zhì)層和位于第二介質(zhì)層上的第一介質(zhì)層。所述第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層與本發(fā)明半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法一實(shí)施例中底層第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層的形成方法相同，在此不多做贅述。

其次，在又一實(shí)施例中，述介質(zhì)層為包括第一介質(zhì)層的單層結(jié)構(gòu)。所述底層第一介質(zhì)層的形成方法與本發(fā)明半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法一實(shí)施例中底層第一介質(zhì)層或頂層第一介質(zhì)層的形成方法相同，在此不多做贅述。

還需要說(shuō)明的是，以上實(shí)施例是以半導(dǎo)體封裝工藝為例對(duì)本發(fā)明半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明的。但是，本發(fā)明對(duì)此不做限定，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法還可以用于其它半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)形成工藝中。

圖7是本發(fā)明的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖7所示，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括：

襯底200，所述襯底200用于為形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)提供操作平臺(tái)。

本實(shí)施例中，所述襯底200為芯片。但是本發(fā)明對(duì)此不做限定，所述襯底還可以為其它襯底，并且包括多個(gè)導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。

本實(shí)施例中，所述襯底200可以包括電子元件，例如：電阻器、電容器、信號(hào)分配器及他們的組合等。

形成于襯底200上的墊塊210，所述墊塊210包括與所述襯底200相對(duì)的第一面、與第一面相對(duì)的第二面以及位于第一面和第二面之間的側(cè)面，所述第二面與側(cè)面相接處為棱邊。

本實(shí)施例中，所述墊塊210為焊盤(pán)，所述墊塊210用于實(shí)現(xiàn)所述襯底200中的電子元件與外部電路的電連接。但是本發(fā)明對(duì)此不做限定，在其他實(shí)施例中，所述墊塊可以為所述襯底上的任一金屬互連結(jié)構(gòu)或其它結(jié)構(gòu)。

覆蓋所述襯底200和所述棱邊的介質(zhì)層220，所述介質(zhì)層220中含有硅氫鍵，所述介質(zhì)層220包括：覆蓋襯底200和所述棱邊的第一介質(zhì)層，第一介質(zhì)層中硅氫鍵所占的摩爾百分比小于2.8％。

本實(shí)施例中，所述介質(zhì)層220為用于對(duì)所述芯片進(jìn)行封裝的氮化硅層，用于保護(hù)襯底200免受外界高溫高濕環(huán)境、紫外光及物理作用的損傷。但是本發(fā)明對(duì)此不做限定，所述介質(zhì)層還可以為實(shí)現(xiàn)其它用途的薄膜。

需要說(shuō)明的是，所述介質(zhì)層220覆蓋所述棱邊和襯底200，襯底200與所述墊塊210接觸的位置處、墊塊210的棱邊處容易在受到外界作用時(shí)出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象，導(dǎo)致介質(zhì)層220在與所述棱邊接觸處的表面形成裂紋。此外，所述介質(zhì)層220在所述墊塊210與襯底200接觸處形成拐角，介質(zhì)層220在所述拐角處也容易在受到外界作用時(shí)集中應(yīng)力，導(dǎo)致介質(zhì)層220拐角表面容易形成裂紋。為減少所述裂紋的出現(xiàn)，本實(shí)施例中，所述介質(zhì)層220為三層結(jié)構(gòu)，包括：兩層第一介質(zhì)層，以及位于兩層第一介質(zhì)層之間的第二介質(zhì)層222，與所述襯底200接觸的第一介質(zhì)層為底層第一介質(zhì)層221，位于第二介質(zhì)層222上的第一介 質(zhì)層為頂層第一介質(zhì)層223。

具體的，所述介質(zhì)層220由底層第一介質(zhì)層221、第二介質(zhì)層222和頂層第一介質(zhì)層223構(gòu)成。所述底層第一介質(zhì)層221用于承受介質(zhì)層220下方墊塊210棱邊處的應(yīng)力，減少介質(zhì)層220在與所述棱邊接觸處產(chǎn)生的裂紋。所述頂層第一介質(zhì)層223用于承受所述拐角處的應(yīng)力，減少介質(zhì)層220在所述拐角處產(chǎn)生的裂紋。

需要說(shuō)明的是，低硅氫鍵含量的介質(zhì)層薄膜能夠有效減少裂紋的出現(xiàn)。這是由于硅氫鍵化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，容易斷裂形成懸掛鍵。為了進(jìn)一步增加氮化硅薄膜的穩(wěn)定性且減小翹曲變形的發(fā)生，，本實(shí)施例中，所述底層第一介質(zhì)層221和頂層第一介質(zhì)層223中硅氫鍵所占的摩爾百分比在0～1.9％的范圍內(nèi)。

還需要說(shuō)明的是，底層第一介質(zhì)層221和頂層第一介質(zhì)層223中硅氫鍵所占的摩爾百分比降低的同時(shí)，底層第一介質(zhì)層221和頂層第一介質(zhì)層223中雜質(zhì)鍵所占的摩爾百分比也相應(yīng)降低。具體的，底層第一介質(zhì)層221和頂層第一介質(zhì)層223中雜質(zhì)鍵所占的摩爾百分比小于6.5％。本實(shí)施例中，底層第一介質(zhì)層221和頂層第一介質(zhì)層223中雜質(zhì)鍵所占的摩爾百分比小于4％。

此外，如果所述底層第一介質(zhì)層221的厚度較小，很難減少介質(zhì)層220在與所述墊塊210棱邊接觸處產(chǎn)生的裂紋；所述底層第一介質(zhì)層221的厚度過(guò)大，容易給半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)集成度的提高造成困難。本實(shí)施例中，所述底層第一介質(zhì)層221的厚度在90?！?00埃的范圍內(nèi)。

同樣的，如果所述頂層第一介質(zhì)層223的厚度過(guò)小容易使頂層第一介質(zhì)層223在外界作用下產(chǎn)生裂紋；所述頂層第一介質(zhì)層223的厚度過(guò)大，容易給半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)集成度的提高造成困難。因此，本實(shí)施例中，所述頂層第一介質(zhì)層223的厚度在100?！?00埃的范圍內(nèi)。

還需要說(shuō)明的是，在形成所述第二介質(zhì)層222的過(guò)程中，氮?dú)饬髁勘戎氐脑黾訒?huì)導(dǎo)致反應(yīng)速率的降低。因此，為保證較高的介質(zhì)層220形成速率，氮?dú)饬髁勘戎夭灰走^(guò)大，也就是說(shuō)，第二介質(zhì)層222中硅氫鍵的含量不易過(guò)小，具體的，本實(shí)施例中，所述第二介質(zhì)層222中硅氫鍵與氮硅鍵的摩爾百分比為 2.8％～4％。

如果所述介質(zhì)層220的厚度過(guò)小，很難起到保護(hù)襯底200中半導(dǎo)體元件的作用；如果所述介質(zhì)層220的厚度過(guò)大，容易導(dǎo)致半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)集成度的降低。因此，本實(shí)施例中，所述介質(zhì)層220的厚度在4000?！?000埃的范圍內(nèi)，即所述頂層第一介質(zhì)層223的厚度在3400?！?800埃的范圍內(nèi)。

需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)還包括位于所述介質(zhì)層220下方，覆蓋所述棱邊的緩沖層230。所述緩沖層230用于緩沖作用在所述介質(zhì)層220上的力，減少介質(zhì)層220的開(kāi)裂現(xiàn)象。

本實(shí)施例中，所述緩沖層230的材料為氧化硅。氧化硅與襯底200的結(jié)合性好，不易脫落，因此，能夠很好地保護(hù)所述襯底200。

本實(shí)施例中，形成所述緩沖層230的結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有技術(shù)相同在此不多做贅述。

需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例是以三層結(jié)構(gòu)的介質(zhì)層220為例對(duì)本發(fā)明的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明的。但是，本發(fā)明對(duì)所述介質(zhì)層的結(jié)構(gòu)不做限定，在另一實(shí)施例中，所述介質(zhì)層為雙層結(jié)構(gòu)，所述介質(zhì)層包括位于襯底上的底層第一介質(zhì)層和位于底層第一介質(zhì)層上的第二介質(zhì)層，或者，所述介質(zhì)層包括位于襯底上的第二介質(zhì)層以及位于第二介質(zhì)層上的頂層第一介質(zhì)層。所述底層第一介質(zhì)層和頂層第一介質(zhì)層與本發(fā)明半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)一實(shí)施例中底層第一介質(zhì)層和頂層第一介質(zhì)層的結(jié)構(gòu)相同，在此不多做贅述。

在又一實(shí)施例中，所述介質(zhì)層還可以為包括第一介質(zhì)層的單層結(jié)構(gòu)。所述第一介質(zhì)層與本發(fā)明半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)一實(shí)施例中頂層第一介質(zhì)層或底層第一介質(zhì)層的結(jié)構(gòu)相同，在此不多做贅述。

綜上，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法通過(guò)減少所述第一介質(zhì)層中硅氫鍵的含量，使第一介質(zhì)層不容易產(chǎn)生懸掛鍵，從而增加介質(zhì)層的穩(wěn)定性。本發(fā)明第一介質(zhì)層覆蓋在襯底以及墊塊的棱邊這些容易出現(xiàn)裂紋的邊角處，可以減小介質(zhì)層出現(xiàn)開(kāi)裂的幾率。此外，低硅氫鍵含量的介質(zhì)層薄膜在外界作用下翹曲變形小，在自身變形恢復(fù)或受到外界作用時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力小，因此不容易產(chǎn)生裂縫。

此外，所述介質(zhì)層為由兩層第一介質(zhì)層和位于兩層第一介質(zhì)層之間的第二介質(zhì)層形成的疊層結(jié)構(gòu)。具有疊層結(jié)構(gòu)的介質(zhì)層缺陷覆蓋能力好，兩層第一介質(zhì)層中硅氫鍵的含量低，能夠減少介質(zhì)層表面因應(yīng)力集中產(chǎn)生的裂紋數(shù)。第二介質(zhì)層的形成速度快，能夠提高介質(zhì)層的生產(chǎn)速率。

雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。