TWI514582B - 半導體裝置及其製造方法 - Google Patents

Description

半導體裝置及其製造方法

本發明係有關一種半導體技術，且特別有關一種半導體裝置，其具有包含斜角的(angled)鈍化護層。

在半導體裝置中，當對裝置的閘極施加足夠的電壓或偏壓時，電流會流過介於源極區與汲極區之間的通道區。當電流流過通道區時，一般將裝置視為處於「開」的狀態，而當電流未流過通道區時，一般將裝置視為處於「關」的狀態。

此處提供的發明內容係藉由簡化的形式簡介所選出的發明概念，這些概念將於以下實施方式中進一步詳述。在此敘述的發明內容並無意圖廣泛地概述所主張的請求標的，或是識別所主張的請求標的的關鍵因子或重要特徵，且亦無意圖用以限制所主張的請求標的的範圍。

在此提供形成半導體裝置的一或多種技術以及其所產生的結構。

下列敘述及附加圖式提出特定的示例性樣態及實施方式。這些敘述僅表示可藉由一些不同方式來實施一或多種樣態。當連同附加圖式一併考慮時，本發明的其他樣態、優點及/或新穎的特徵可自下列實施方式中明顯得知。

本發明之實施例係揭示一種半導體裝置，包括： 一第一鈍化護層，包括一第一鈍化部與大抵上正相對於第一鈍化部的一第二鈍化部，第一鈍化部的一第一角落與第二鈍化部的一第二角落相隔一第一距離，且第一鈍化部的一第三角落與第二鈍化部的一第四角落相隔一第二距離，其中第一距離不同於第二距離。

本發明之另一實施例係揭示一種半導體裝置，包 括：一第一鈍化護層，包括一第一鈍化部，第一鈍化部包括一第一表面與一第二表面，第一表面位在相對於第二表面的一第一角度上，第一角度小於90度。

本發明之又另一實施例係揭示一種半導體裝置的 製造方法，包括：形成一第一鈍化護層；以及圖案化第一鈍化護層，以形成一第一鈍化部與大抵上正相對於第一鈍化部的一第二鈍化部，使第一鈍化部的一第一角落與第二鈍化部的一第二角落相隔一第一距離，並使第一鈍化部的一第三角落與第二鈍化部的一第四角落相隔一第二距離，第一距離不同於第二距離。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

100‧‧‧半導體裝置

102‧‧‧基板

104‧‧‧金屬層

106‧‧‧金屬層厚度

200‧‧‧第一鈍化護層

202‧‧‧第一鈍化護層厚度

300‧‧‧罩幕區

302‧‧‧罩幕開口

310‧‧‧第一罩幕部

320‧‧‧第二罩幕部

400‧‧‧第一開口

402‧‧‧第一鈍化部

404‧‧‧第二鈍化部

410‧‧‧第一表面

412‧‧‧第二表面

414‧‧‧第三表面

420‧‧‧第一角度

430‧‧‧第一角落

432‧‧‧第三角落

450‧‧‧第四表面

452‧‧‧第五表面

454‧‧‧第六表面

460‧‧‧第二角度

470‧‧‧第二角落

472‧‧‧第四角落

480‧‧‧第一距離

482‧‧‧第二距離

500‧‧‧接墊層

502‧‧‧接墊層厚度

504‧‧‧接墊開口

600‧‧‧第二鈍化護層

601‧‧‧第二鈍化護層厚度

602、802‧‧‧鈍化護層開口

900‧‧‧方法

902、904‧‧‧步驟

第1圖繪示出根據一實施例之一半導體裝置的一部份的剖面示意圖。

第2圖繪示出根據一實施例，形成與形成一半導體裝置相關的一第一鈍化護層的剖面示意圖。

第3圖繪示出根據一實施例之一半導體裝置的一部份的剖面示意圖。

第4圖繪示出根據一實施例，圖案化與形成一半導體裝置相關的一第一鈍化護層的剖面示意圖。

第5圖繪示出根據一實施例之一半導體裝置的一部份的剖面示意圖。

第6圖繪示出根據一實施例之一半導體裝置的一部份的剖面示意圖。

第7圖繪示出根據一實施例之一半導體裝置的一部份的平面示意圖。

第8圖繪示出根據一實施例之一半導體裝置的一部份的平面示意圖。

第9圖繪示出根據一實施例之一半導體裝置的製造方法的流程圖。

現透過圖式來描述所主張的請求標的，其中相似 的標號一般用以表示相似的元件。在下列敘述中，為了清楚解釋，提出許多特定細節以瞭解所主張的請求標的。然而，明顯的是所主張的請求標的能夠在沒有這些特定細節的情形下實行。在其他例子中，結構及裝置係繪示成方塊圖的形式以利於描述所主張的請求標的。

在此提供形成半導體裝置的一或多種技術以及其 所產生的結構。

第1圖繪示出根據一些實施例之一半導體裝置100 的剖面示意圖。在一實施例中，於一基板102上形成半導體裝置100。基板102包括許多的材料，例如單獨或彼此組合的矽、多晶矽、鍺等材料。根據一些實施例，基板102包括一磊晶層、一絕緣層上覆矽(silicon-on-insulator,SOI)結構等結構。根據一些實施例，基板102對應於一晶圓或是形成自一晶圓的一晶片。

根據一些實施例，於基板102的上方或內部形成一 金屬層104。金屬層104包括許多的材料，其包括單獨或彼此組合的銅、鋁等材料。根據一些實施例，金屬層104包括一頂層金屬層結構，其包括一介電層以及單獨或彼此組合的銅、鋁等材料。在一些實施例中，金屬層104的金屬層厚度106介於約9000埃(0.9微米)至34000埃(3.4微米)之間。可藉由許多的方式形成金屬層104，例如原子層沉積(atomic layer deposition,ALD)、化學氣相沉積(chemical vapor deposition,CVD)、電化學電鍍(electrochemical plating,ECP)、銅電鍍製程、其他適合的製程等製程。

請參照第2圖，在一些實施例中，於基板102及金 屬層104上形成一第一鈍化護層200。第一鈍化護層200包括許多的材料，其包括單獨或彼此組合的氧化物、氮化物、氧化矽、氮化矽、介電材料等材料。在一些實施例中，第一鈍化護層200的第一鈍化護層厚度202介於約7000埃(0.7微米)至10000埃(1微米)之間。可藉由許多的方式形成第一鈍化護層200，例如化學氣相沉積、高密度電漿製程(high-density plasma,HDP)、其 他適合的製程等製程。

請參照第3圖，在一些實施例中，於第一鈍化護層 200上形成一罩幕區300。罩幕區300包括許多的材料，其包括單獨或彼此組合的氧化物、氮化物、氧化矽、氮化矽等材料。 在一些實施例中，圖案化並蝕刻罩幕區300以形成一罩幕開口302。在一些實施例中，罩幕開口302形成於一第一罩幕部310與一第二罩幕部320之間。根據一些實施例，罩幕開口302大抵上形成於金屬層104上方。罩幕開口302包括許多的形狀，例如圓形、十六邊形、多角形等形狀。

請參照第4圖，於第一鈍化護層200內形成一第一 開口400。可藉由許多的方式形成第一開口400，例如圖案化第一鈍化護層200。在一些實施例中，圖案化第一鈍化護層200包括蝕刻第一鈍化護層200。在一些實施例中，蝕刻出第一開口400的蝕刻時間介於約1分鐘至5分鐘之間。根據一些實施例，可調整蝕刻製程的參數以獲得所繪示的形貌。根據一些實施例，可調整蝕刻溫度、蝕刻化學劑、蝕刻壓力或蝕刻劑的方向性的至少其中一者以獲得所繪示的形貌，其在遠離金屬層104的位置去除較多的鈍化護層200的材料，且在靠近金屬層104的位置去除較少的鈍化護層200的材料，以獲得所繪示的形貌。 在一實施例中，可先使用相對於鈍化護層200的材料具有第一蝕刻選擇比的第一蝕刻化學劑來去除遠離金屬層104的鈍化護層200的材料，並接著使用相對於鈍化護層200的材料具有第二蝕刻選擇比的第二蝕刻化學劑來去除靠近金屬層104的鈍化護層200的材料，其中第一蝕刻化學劑較第二蝕刻化學劑更為強 烈(aggressive)，以在遠離金屬層104的位置去除較多材料，且在靠近金屬層104的位置去除較少材料，以獲得所繪示的形貌。在一些實施例中，可在蝕刻製程中調整蝕刻壓力或蝕刻溫度的至少其中一者，以在遠離金屬層104的位置去除較多材料，且在靠近金屬層104的位置去除較少材料，以獲得所繪示的形貌，其中在蝕刻製程中可使用一或多種蝕刻化學劑。根據一些實施例，第一鈍化護層200的第一鈍化部402由於位於第一罩幕部310的下方而大抵上未被蝕刻。根據一些實施例，第一鈍化護層200的第二鈍化部404由於位於第二罩幕部320的下方而大抵上未被蝕刻。在一些實施例中，在形成第一開口400之後，去除罩幕區300的第一罩幕部310與第二罩幕部320。

在一些實施例中，第一鈍化護層200包括形成於基 板102與部分的金屬層104上的第一鈍化部402。在一些實施例中，第一鈍化部402包括一第一表面410、一第二表面412以及一第三表面414。在一實施例中，第二表面412鄰接且面對基板102與金屬層104。在一實施例中，第三表面414面對且遠離基板102與金屬層104，以使第二表面412相較於第三表面414更靠近基板102與金屬層104。

在一些實施例中，第一表面410位在相對於第二表面412的第一角度420上。根據一些實施例，第一角度420小於約90度。根據一些實施例，第一角度介於約50度至80度之間。在一些實施例中，第一鈍化護層200包括介於第一表面410與第二表面412之間的第一角落430。在一些實施例中，第一鈍化護層200包括介於第一表面410與第三表面414之間的第三角落 432。

在一些實施例中，第一鈍化護層200包括大抵上正 相對於第一鈍化部402的第二鈍化部404。第二鈍化部404係形成於基板102與部分的金屬層104上。在一些實施例中，第二鈍化部404包括一第四表面450、一第五表面452以及一第六表面454。在一實施例中，第五表面452鄰接且面對基板102與金屬層104。在一實施例中，第六表面454面對且遠離基板102與金屬層104，以使第五表面452相較於第六表面454更靠近基板102與金屬層104。

在一些實施例中，第四表面450位在相對於第五表 面452的第二角度460上。根據一些實施例，第二角度460小於約90度。根據一些實施例，第二角度介於約50度至80度之間。 在一些實施例中，第一鈍化護層200包括介於第四表面450與第五表面452之間的第二角落470。在一些實施例中，第一鈍化護層200包括介於第四表面450與第六表面454之間的第四角落472。

根據一些實施例，第一鈍化部402的第一角落430 與第二鈍化部404的第二角落470相隔一第一距離480。在一些實施例中，第一距離480介於約25000埃(2.5微米)至30000埃(3微米)之間。根據一些實施例，第一鈍化部402的第三角落432與第二鈍化部404的第四角落472相隔一第二距離482。在一些實施例中，第一距離480小於第二距離482。根據一些實施例，第二距離482介於約30000埃(3微米)至35000埃(3.5微米)之間。在一些實施例中，第二距離482介於第一距離480的1.25倍 至1.75倍之間。

請參照第5圖，在一些實施例中，於第一鈍化護層 200的第一鈍化部402與第二鈍化部404以及金屬層104上形成接墊層500。接墊層500包括許多的材料，其包括單獨或彼此組合的鋁、銅等材料。可藉由許多的方式形成接墊層500，例如原子層沉積、化學氣相沉積、其他適合的製程等製程。根據一些實施例，接墊層500的接墊層厚度502介於約14000埃(1.4微米)至28000埃(2.8微米)之間。根據一些實施例，於位在第一鈍化護層200的第一開口400(繪示於第4圖)上方的接墊層500內形成一接墊開口504。在一些實施例中，接墊層500可抑制金屬層104的氧化。

請參照第6圖，在一些實施例中，於接墊層500上 形成一第二鈍化護層600。第二鈍化護層600包括許多的材料，其包括單獨或彼此組合的氧化物、氮化物、氧化矽、氮化矽、介電材料等材料。在一些實施例中，第二鈍化護層600的第二鈍化護層厚度601介於約8000埃(0.8微米)至12000埃(1.2微米)之間。可藉由許多的方式形成第二鈍化護層600，例如化學氣相沉積、高密度電漿製程、其他適當的製程等製程。根據一些實施例，於位在接墊層500的接墊開口504(繪示於第5圖)上方的第二鈍化護層600內形成鈍化護層開口602。在一些實施例中，可藉由第一鈍化護層200的第一鈍化部402與第二鈍化部404的形狀來定義鈍化護層開口602的形狀。

第7圖為第6圖之實施例中自第6圖的線段7-7向下 俯視的平面示意圖。根據一些實施例，第二鈍化護層600的鈍 化護層開口602大抵上為圓形。在一些實施例中，可藉由第一鈍化護層200的第一鈍化部402與第二鈍化部404來定義鈍化護層開口602的形狀。

第8圖為第6圖之實施例中自第6圖的線段7-7向下 俯視的平面示意圖。根據一些實施例，第二鈍化護層600包括作為第二範例的鈍化護層開口802。在一些實施例中，第二鈍化護層600的鈍化護層開口802大抵上為十六邊形。在一實施例中，鈍化護層開口802包括十六邊的多角形。在一些實施例中，可藉由第一鈍化護層200的第一鈍化部402與第二鈍化部404來定義鈍化護層開口802的形狀。

根據一些實施例，半導體裝置100包括第一鈍化護 層200，第一鈍化護層200包括第一鈍化部402與第二鈍化部404。在一些實施例中，第一鈍化部402包括小於約90度的第一角度420。在一些實施例中，第二鈍化部404包括小於約90度的第二角度460。在一些實施例中，由於第一角度420與第二角度460小於90度，半導體裝置100中接墊層500與第二鈍化護層600可較佳地覆蓋第一鈍化護層200。在一實施例中，上述較佳地覆蓋可抑制化學攻擊與金屬層104的氧化。此外，在一些實施例中，第二鈍化護層600包括大抵上為圓形、十六邊形等形狀的鈍化護層開口602、802。在一些實施例中，這些鈍化護層開口602、802的形狀可抑制化學攻擊與金屬層104的氧化。

第9圖繪示出根據一些實施例，形成例如為半導體 裝置100的半導體裝置的方法900的範例。在步驟902中，形成一第一鈍化護層200。在步驟904中，圖案化第一鈍化護層200， 以形成一第一鈍化部402與正相對於第一鈍化部402的一第二鈍化部404。在一實施例中，第一鈍化部402的第一角落430與第二鈍化部404的第二角落470相隔一第一距離480。在一實施例中，第一鈍化部402的第三角落432與第二鈍化部404的第四角落472相隔一第二距離482。在一實施例中，第一距離480不同於第二距離482。

在一實施例中，一種半導體裝置包括一第一鈍化 護層，第一鈍化護層包括一第一鈍化部與大抵上正相對於第一鈍化部的一第二鈍化部。在一實施例中，第一鈍化部的一第一角落與第二鈍化部的一第二角落相隔一第一距離。在一實施例中，第一鈍化部的一第三角落與第二鈍化部的一第四角落相隔一第二距離。在一實施例中，第一距離不同於第二距離。

在一實施例中，半導體裝置包括一第一鈍化護 層，第一鈍化護層包括一第一鈍化部。在一實施例中，第一鈍化部包括一第一表面與一第二表面。在一實施例中，第一表面位在相對於第二表面的一第一角度上。在一實施例中，第一角度小於約90度。

在一實施例中，一種半導體裝置的製造方法包括 形成一第一鈍化護層。在一實施例中，上述方法包括圖案化第一鈍化護層，以形成一第一鈍化部與大抵上正相對於第一鈍化部的一第二鈍化部，使第一鈍化部的一第一角落與第二鈍化部的一第二角落相隔一第一距離。在一實施例中，第一鈍化部的一第三角落與第二鈍化部的一第四角落相隔一第二距離。在一實施例中，第一距離不同於第二距離。

儘管本發明的請求標的已藉由特定於結構特徵或 方法行為的語言來描述，可理解的是所附請求項的請求標的並不需限定於上述特定的特徵或行為。相反地，揭示上述特定的特徵與行為係作為實施至少一些請求項的形式範例。

在此提供實施例的各種操作步驟。所述一些或全 部操作步驟的順序不應被解釋為暗示這些操作步驟必定與順序相關。可理解的是其他不同的順序仍可具有以上所述的益處。此外，可理解的並非所有的操作步驟都必定存在於在此提供的每一實施例中。同樣地，可理解的是並非所有的操作步驟都必定存在於一些實施例中。

可理解的是為了簡化及容易理解，在此繪示的膜 層、區域、特徵部件、元件等部件相對於其他部件具有特定的尺寸，例如結構尺寸及/或方位，且在一些實施例中，同樣部件的實際尺寸大抵上不同於在此繪示的尺寸。同樣地，儘管角落或類似物繪示為尖狀，例如兩個平面彼此相交，在一些實施例中，這些特徵部件具有不同於尖銳或尖狀形貌的圓化的輪廓或形貌。此外，存在其他不同技術來形成在此所述的膜層、區域、特徵部件、元件等部件，例如佈植技術、摻雜技術、旋轉塗佈技術、濺鍍技術、例如為熱成長及/或例如為化學氣相沉積的沉積技術的成長技術。

此外，”示例性”一詞在此表示作為一範例、示例、 說明等，而非必定為有益的。在本說明書中，”或”一詞意圖表示為含括性的”或”，而非排他性的”或”。此外，除非特別指示或自上下文中可清楚得知其所指為單一形式，本說明書及所附 的請求項中所用的”一”一詞一般解釋為表示”一或多”。同樣地，A與B的至少其中一者及/或類似敘述方式一般表示A或B或是A與B兩者。此外，所用的”包含”、”具有”或其變體詞的範圍意圖表示為含括性，其類似於”包括”一詞。同樣地，除非特別指示，”第一”、”第二”或類似用語並無意圖暗示時間樣態、空間樣態、順序等。相反地，這些用語僅用以作為特徵部件、元件、項目等的識別或名稱。舉例來說，第一鈍化部與第二鈍化部一般對應於第一鈍化部A與第二鈍化部B，或是兩種不同或同樣的鈍化部，或是相同的鈍化部。

同樣地，儘管本發明已敘述一或多種實施方式， 所屬技術領域中具有通常知識者在閱讀及理解本說明書及附加圖式之後將可做出等效的潤飾與更動。本發明包括所有這類更動與潤飾，且僅由下列請求項的範圍加以限制。特別地，關於上述部件(例如，元件、支持物等)所執行的不同功能，除非特別指明，否則用以敘述這些部件的用語意圖對應於執行所述部件的特定功能(即，在功能上等效的)的任意部件，儘管其在結構上不同於所揭示的結構。此外，儘管本發明的特定特徵部件可能僅揭示許多實施方式中的其中一種，當對既有或特定的應用有需求或是存在益處時，這些特徵部件可結合一或多種其他實施方式的特徵部件。

100‧‧‧半導體裝置

102‧‧‧基板

104‧‧‧金屬層

200‧‧‧第一鈍化護層

402‧‧‧第一鈍化部

404‧‧‧第二鈍化部

500‧‧‧接墊層

600‧‧‧第二鈍化護層

601‧‧‧第二鈍化護層厚度

602‧‧‧鈍化護層開口

Claims (10)

1. 一種半導體裝置，包括：一第一鈍化護層，包括一第一鈍化部與大抵上正相對於該第一鈍化部的一第二鈍化部，該第一鈍化部的一第一角落與該第二鈍化部的一第二角落相隔一第一距離，且該第一鈍化部的一第三角落與該第二鈍化部的一第四角落相隔一第二距離，其中該第一距離不同於該第二距離。
2. 如申請專利範圍第1項所述之半導體裝置，其中該第一鈍化部包括一第一表面與一第二表面，該第一表面位在相對於該第二表面的一第一角度上，該第一角度小於90度或介於50度至80度之間。
3. 如申請專利範圍第1項所述之半導體裝置，其中該第二鈍化部包括一第四表面與一第五表面，該第四表面位在相對於該第五表面的一第二角度上，該第二角度小於90度或介於50度至80度之間。
4. 如申請專利範圍第1項所述之半導體裝置，其中該第一距離小於該第二距離，且其中該第一距離介於2.5微米至3微米之間，該第二距離介於該第一距離的1.25倍至1.75倍之間。
5. 如申請專利範圍第1項所述之半導體裝置，其中該第一鈍化部與該第二鈍化部定義出大抵上為圓形或大抵上為十六邊形的一鈍化護層開口。
6. 一種半導體裝置，包括：一第一鈍化護層，包括一第一鈍化部，該第一鈍化部包括 一第一表面與一第二表面，該第一表面位在相對於該第二表面的一第一角度上，該第一角度小於90度。
7. 如申請專利範圍第6項所述之半導體裝置，其中該第一角度介於50度至80度之間。
8. 如申請專利範圍第6項所述之半導體裝置，更包括大抵上正相對於該第一鈍化部的一第二鈍化部，其中該第二鈍化部包括一第四表面與一第五表面，該第四表面位在相對於該第五表面的一第二角度上，該第二角度小於90度或介於50度至80度之間。
9. 一種半導體裝置的製造方法，包括：形成一第一鈍化護層；以及圖案化該第一鈍化護層，以形成一第一鈍化部與大抵上正相對於該第一鈍化部的一第二鈍化部，使該第一鈍化部的一第一角落與該第二鈍化部的一第二角落相隔一第一距離，並使該第一鈍化部的一第三角落與該第二鈍化部的一第四角落相隔一第二距離，該第一距離不同於該第二距離。
10. 如申請專利範圍第9項所述之半導體裝置的製造方法，更包括：在圖案化該第一鈍化護層之後，於該第一鈍化護層上形成一接墊層；以及於該接墊層上形成一第二鈍化護層。