[發明專利]具有背側金屬結構的器件及其形成方法

有效

• 申請號: 201710660496.9
• 申請日: 2017-08-04
• 公開（公告）號: CN107689343B
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: J·鮑姆加特爾;O·黑爾蒙德;I·莫德;I·穆里;T·C·奈德哈特;H-J·舒爾策
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 周家新;蔡洪貴

一種制造半導體器件的方法包括：形成填充有犧牲材料的溝槽。所述溝槽從第一側延伸到半導體襯底中。在所述半導體襯底的第一側和所述溝槽之上形成外延層。從所述半導體襯底的與所述第一側相反的第二側去除所述溝槽中的犧牲材料。用導電材料填充所述溝槽。

技術領域

本發明總體上涉及一種半導體工藝，特別是在具體實施例中涉及具有背側金屬結構的器件及其形成方法。

背景技術

半導體器件用于各種電子設備和其它應用中。良好限定和高度穩定的氧化物和金屬結構對于半導體器件的制造是重要的。特別有用的氧化物結構是作為半導體襯底內的氧化物結構的掩埋氧化物(BOX：buried oxide)結構。例如，BOX結構可以用作隔離層和刻蝕停止結構。用于形成BOX結構的常見襯底是絕緣體上硅(SOI：silicon-on-insulator)晶片。SOI晶片具有夾在半導體層之間的BOX層，但是由于附加的晶片加工、例如通過注氧隔離(SIMOX：separation by implantation of oxygen)或智能切割工藝而具有高的制造成本。

發明內容

根據本發明的一個實施例，一種制造半導體器件的方法，所述方法包括：形成填充有犧牲材料的溝槽。所述溝槽從第一側延伸到半導體襯底中。在所述半導體襯底的第一側和所述溝槽之上形成外延層。從所述半導體襯底的與所述第一側相反的第二側去除所述溝槽中的犧牲材料。用導電材料填充所述溝槽。

根據本發明的另一個實施例，一種制造半導體器件的方法包括：形成填充有導電材料的溝槽。所述溝槽從第一側延伸到半導體襯底中。在所述半導體襯底的第一側和溝槽之上形成外延層。從所述半導體襯底的與所述第一側相反的第二側薄化所述半導體襯底，以暴露所述導電材料。從第二側在導電材料之上沉積背側接觸材料層。

根據本發明的另一個實施例，一種制造半導體器件的方法包括：從第一側在半導體襯底中形成溝槽。所述半導體襯底包括與所述第一側相反的第二側。氧化所述溝槽，以形成氧化物襯墊。使用化學氣相沉積工藝沉積填充材料。刻蝕填充材料和填充材料之下的氧化物襯墊，以在所述第一側暴露半導體襯底的頂表面。從所述溝槽的頂部部分刻蝕去除填充材料的一部分和所述氧化物襯墊的一部分。在所述半導體襯底之上形成器件區域。從所述第二側薄化所述半導體襯底。從溝槽內去除填充材料和氧化物襯墊。用接觸金屬填充溝槽。

根據本發明的另一個實施例，一種半導體器件包括：延伸穿過半導體襯底的溝槽。外延層設置在所述半導體襯底的第一側之上。所述外延層部分地填充所述溝槽的一部分。背側金屬層設置在所述半導體襯底的第二側之上。所述背側金屬層延伸到所述溝槽中并填充所述溝槽的剩余部分，其中，部分填充所述溝槽的所述外延層與填充所述溝槽內的剩余部分的所述背側金屬層接觸。

附圖說明

為了更完整地理解本發明及其優點，現在參考結合附圖進行的以下描述，其中：

圖1示出了根據本發明的一個實施例的具有背側金屬結構的半導體器件的剖視圖；

圖2示出了具有背側金屬結構的半導體器件的一個替代性實施例的剖視圖；

圖3A和3B示出了根據本發明的一個實施例的在單個襯底上包括多個器件的半導體器件，其中，圖3A示出了剖視圖，圖3B示出了頂部剖視圖；

圖4示出了根據本發明的一個替代實施例的具有背側金屬結構的半導體器件的剖視圖；

圖5示出了具有背側金屬結構的半導體器件的另一替代性實施例的剖視圖；

圖6示出了具有背側金屬結構的半導體器件的一個實施例的剖視圖；

圖7示出了具有背側金屬結構的半導體器件的一個替代性實施例的剖視圖；

圖8A-8D和9A-9H示出了根據本發明的一個實施例的使用BOX結構形成包括背側金屬結構的襯底的一個實施例，