[發(fā)明專利]魯棒高寬比半導體器件

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980138472.0
• 申請日: 2009-09-24
• 公開（公告）號: CN102164845A
• 公開（公告）日: 2011-08-24
• 發(fā)明（設計）人: 弗萊迪·羅茲博;馬特吉·戈森斯;威廉·弗雷德里克·亞德里亞內斯·貝什林;耐恩克·維爾哈德
• 申請（專利權）人: NXP股份有限公司
• 主分類號: B81B1/00
• 分類號: B81B1/00;B81C99/00;H01L29/41;H01L31/0224
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 王波波

技術領域

本發(fā)明涉及一種半導體器件，所述器件包括第一表面以及設置在第一表面上的相鄰的第一和第二電子元件。

背景技術

將更高密度器件應用于諸如集成電路(IC)和微機電結構(MEMS)的日益增長的需求引導研究人員和制造商深入研究高寬比結構在這類器件中的使用。高寬比結構提供了大的表面積但卻具有相對小的占地面積，使得這種結構適用于諸如高密度電容器、電池、生物傳感器以及類似的應用。

一種用于增大硅襯底表面積的方法包括在襯底中刻蝕孔或者溝槽。這種方法的已知問題是在接近孔或者溝槽底部的地方刻蝕劑的擴散率下降很快。稱作高寬比依賴刻蝕(ARDE)的這種現(xiàn)象具有兩種效果：它導致了沿孔或者溝槽深度方向不均勻的刻蝕速度以及對于較窄的特征需要較長的刻蝕時間來達到相同的深度。

為了解決這一問題，已經建議在在襯底中刻蝕柱來代替孔。直徑相同的柱和孔實質上具有相同的表面積。然而，襯底上柱四周的大量自由空間使得刻蝕劑或者，如果發(fā)生隨后的層沉積，氣體或氣相種類實現(xiàn)更大的擴散率。使用柱結構的缺點是所述柱結構更易碎并且更容易由于在處理和/或進一步加工期間的機械應力而受到破壞。當柱陣列設置在襯底上時，襯底的熱膨脹可以損壞柱，特別是設計中的局部對稱性和拓撲受到擾亂的柱陣列區(qū)域的外圍附近。

WO?2007/125510公開了一種能夠提供改進的穩(wěn)定性的柱結構。所公開的發(fā)明涉及一種包括電子元件的半導體器件，所述電子元件包括具有第一表面和柱的第一電極，所述柱從所述第一表面沿第一方向延伸，所述柱具有從與所述第一方向平行的第一表面測量的長度，所述柱具有與所述第一方向垂直的截面，以及所述柱具有圍繞所述柱并且沿第一方向延伸的側壁表面，其中所述柱包括沿所述柱長度的至少一部分延伸的刻痕和突出，用于賦予所述柱改進的機械穩(wěn)定性。

在實施例中，多個這種柱電極設置成陣列。盡管文件提及柱陣列的對稱性和排序優(yōu)選地是圍繞柱的自由空間在陣列區(qū)域上均勻分布，但是所述文件沒有提及除了通過將柱放置在等距柵格中以外如何能夠實現(xiàn)這一點。此外，現(xiàn)有技術文件沒有提供能夠減小陣列中熱膨脹差異對柱結構造成的不利影響的方法。

本發(fā)明的一個目標是提供一種包括改進的機械魯棒高寬比結構的半導體器件，所述結構能夠提供高的擴散率。

本發(fā)明的另外一個目標是提供一種包括機械魯棒高寬比結構的半導體器件，所述結構在制造和/或操作期間能夠更好地適用于承受器件中的溫差。

發(fā)明內容

為此目的，根據第一方面，本發(fā)明提供了一種半導體器件，所述器件包括第一表面和設置在第一表面上的相鄰的第一和第二電子元件，其中所述第一和第二元件的每一個均從第一表面沿第一方向延伸，所述第一元件具有實質上與第一方向垂直的截面以及至少部分地沿第一方向延伸的側壁表面，其中所述側壁表面包括第一部分(section)以及沿與第一方向實質上平行延伸的線與第一部分相鄰接的第二部分，其中所述第一和第二部分彼此成角度放置以提供一個內角，其中在所述內角處的所述側壁表面至少部分地設置成與第二元件的相對部分(facing?part)相距恒定的距離R，用于在所述內角處提供機械加強結構。

有利地，側壁表面之間實質上恒定的距離使得在內角處或其附近實現(xiàn)實質上均勻的刻蝕和層沉積速度。均勻的刻蝕速度允許在刻蝕工藝期間實現(xiàn)簡單并且精確的調節(jié)，特別是在干法刻蝕期間，例如以獲得期望的刻蝕深度。均勻的層沉積使得半導體器件的生產不易受到多個層沉積時造成的結構誤差的影響，導致更高的器件產量。此外，更均勻的層沉積還有助于減少與在器件壽命測試和溝槽填充的等價期間遇到的應力相關問題。

在實施例中，加強結構處的截面包括圓弧。當面向所述內角的表面的截面包括90度至180度之間的角度時，或者當所述截面也包括圓弧時，這是一個優(yōu)選實施例。當多層材料沉積在原來的側壁上時，如該實施例中提供的平滑內角可以導致更加可預測和光滑的端面。

在實施例中，圓弧的中心位于第二元件的相對部分處或其附近。優(yōu)選地，當第二元件的相對部分也包括一段圓弧時，兩個圓弧共用相同的中心點。

在實施例中，圓弧的中心位于第二元件的朝外的角處或其附近。當朝外的角既不圓也不光滑時，這是一個優(yōu)選實施例。

在實施例中，第一表面實質上是平面。當采用光刻工藝構建所述元件時，實質上平面的第一表面便于掩模在所述表面上的聚焦投影。