[發明專利]具有氣隙的半導體元件結構及其制備方法

在審

• 申請號: 202011346606.2
• 申請日: 2020-11-26
• 公開（公告）號: CN113035837A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 施信益
• 申請（專利權）人: 南亞科技股份有限公司
• 主分類號: H01L23/528
• 分類號: H01L23/528;H01L21/768
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 黃艷

本公開提供一種具有氣隙的半導體元件結構及其制備方法。該半導體元件結構包括一導電結構，設置在一半導體基底上；以及一導電插塞，設置在該導電結構上。該導電插塞電性連接到該導電結構。該半導體元件結構亦包括一第一間隙子，形成在該導電插塞的一側壁表面；以及一蝕刻終止層，設置在該半導體基底上。該蝕刻終止層鄰接該第一間隙子。該半導體元件結構還包括一第一層間介電層，設置在該蝕刻終止層上，并靠近該導電插塞設置，其中該第一層間介電層與該第一間隙子以一氣隙而相互間隔設置。

技術領域

本公開主張2019年12月9日申請的美國正式申請案第16/707,177號的優先權及益處，該美國正式申請案的內容以全文引用的方式并入本文中。

本公開涉及一種半導體元件結構及其制備方法。特別涉及一種具有氣隙的半導體元件結構及其制備方法。

背景技術

對于許多現代應用，半導體元件是不可或缺的。隨著電子科技的進步，半導體裝置的尺寸變得越來越小，于此同時提供較佳的功能以及包含較大的集成電路數量。由于半導體裝置的小型化，實現不同功能的半導體裝置的不同形態與尺寸規模，是整合(integrated)并封裝(packaged)在一單一模塊中。再者，許多制造操作執行于不同形態的半導體裝置的整合(integration)。

然而，半導體裝置的制造(manufacturing)與整合(integration)包含許多復雜步驟(steps)與操作(operations)。在這種半導體元件中的整合則變得更加復雜。半導體元件的制造與整合的復雜度增加可造成許多缺陷(deficiencies)，例如在相鄰的導電零件(conductive elements)耦接之間的寄生電容(parasitic capacitive)，而寄生電容則導致電阻電容延遲(resistance-capacitance(RC)delay)。據此，需要持續改善這種半導體元件的結構與制造，以便可改善所述缺陷。

上文的“現有技術”說明僅是提供背景技術，并未承認上文的“現有技術”說明教示本公開的標的，不構成本公開的現有技術，且上文的“現有技術”的任何說明均不應作為本公開的任一部分。

發明內容

在本公開的一實施例中，提供一種半導體元件結構。該半導體元件結構包括一導電結構，設置在一半導體基底上；以及一導電插塞，設置在該導電結構上。該導電插塞電性連接到該導電結構。該半導體元件結構亦包括一第一間隙子，形成在該導電插塞的一側壁表面；以及一蝕刻終止層，設置在該半導體基底上。該蝕刻終止層鄰接該第一間隙子。該半導體元件結構還包括一第一層間介電層，設置在該蝕刻終止層上，并靠近該導電插塞設置，其中該第一層間介電層與該第一間隙子以一氣隙而相互間隔設置。

在本公開的一些實施例中，該半導體元件結構還包括一第二間隙子，設置在該蝕刻終止層上，其中該第二間隙子位在該第一間隙子與該第一層間介電層之間，且該氣隙位在該第二間隙子上。

在本公開的一些實施例中，該第二間隙子在一方向上并未與該導電結構重疊，該方向垂直于該半導體基底的一上表面。

在本公開的一些實施例中，該半導體元件結構還包括一第二層間介電層，設置在該第一層間介電層上，其中該第二層間介電層、該第一層間介電層、該第二間隙子以及該第一間隙子包圍該氣隙設置。

在本公開的一些實施例中，該半導體元件結構還包括一導電接觸點，設置在該導電插塞上，其中該第二層間介電圍繞該導電接觸點設置，且該導電接觸點電性連接到該導電插塞。

在本公開的一些實施例中，該蝕刻終止層的一下表面高于或齊平于該導電結構的一上表面。