[發明專利]半導體裝置的形成方法及半導體裝置

在審

• 申請號: 202110047525.0
• 申請日: 2021-01-14
• 公開（公告）號: CN113135549A
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 呂文雄;黃暉閔;鄭明達;林威宏;顏晨恩;劉旭倫
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00;B81B7/02;H01L33/48;H01L25/075
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 聶慧荃;閆華

1.一種半導體裝置的形成方法，包括：

將一第一半導體基板的一第一表面接合至一第二半導體基板的一第一表面；

在該第一半導體基板的一第二表面上圖案化一掩模層以露出該第一半導體基板的一第一區，該第二表面與該第一表面相對；以及

在該第一半導體基板的該第一區中形成一空腔，其中形成該空腔包括：

供應一鈍化氣體混合物，在該空腔的一底表面及多個側壁上沉積一鈍化層，其中在該鈍化層的沉積時，該鈍化層在該空腔的該底表面上的沉積速率與該鈍化層在該空腔的多個側壁上的沉積速率相同；以及

使用一蝕刻氣體蝕刻該第一半導體基板的該第一區，其中該蝕刻氣體是與該鈍化氣體混合物同時供應，蝕刻該第一半導體基板的該第一區包括在垂直方向蝕刻的速率大于在水平方向蝕刻的速率。

2.如權利要求1所述的半導體裝置的形成方法，其中該鈍化氣體混合物包括八氟環丁烷及氧(，且該蝕刻氣體包括六氟化硫。

3.如權利要求2所述的半導體裝置的形成方法，其中八氟環丁烷及氧的流速對六氟化硫的流速的比例在4:1到0.5:1的范圍內。

4.如權利要求1所述的半導體裝置的形成方法，其中形成該空腔導致該空腔的多個側壁與該第一半導體基板的一頂表面具有一輪廓角度，其中該輪廓角度在55°到90°的范圍內。

5.如權利要求1所述的半導體裝置的形成方法，其中形成該空腔導致該空腔具有720μm或更小的垂直深度，該垂直深度是從該第一半導體基板的一頂表面測量至該空腔的該底表面。

6.一種半導體裝置的形成方法，包括：

將一第一半導體基板接合至一第二半導體基板；

在該第一半導體基板的一未接合的表面上圖案化一掩模層；以及

使用該掩模層作為一圖案化掩模以在該第一半導體基板中蝕刻一空腔，其中蝕刻該空腔包括：

通過激發一鈍化氣體混合物以產生一沉積等離子體，該沉積等離子體在該空腔的一底表面及多個側壁上沉積一鈍化層，其中該鈍化層在該空腔的該底表面上的沉積速率與該鈍化層在該空腔的多個側壁上的沉積速率相同；以及

通過激發一蝕刻氣體以產生一蝕刻等離子體，其中產生該蝕刻等離子體與產生該沉積等離子體同時發生，一第一射頻電源將多個離子從該蝕刻等離子體加速至該空腔的該底表面，其中該蝕刻等離子體的垂直蝕刻速率比該蝕刻等離子體的水平蝕刻速率更顯著。

7.如權利要求6所述的半導體裝置的形成方法，其中沉積該鈍化層包括該沉積等離子體在該空腔的該底表面及多個側壁上沉積一聚合物層。

8.如權利要求6所述的半導體裝置的形成方法，其中一第二射頻電源激發該鈍化氣體混合物及該蝕刻氣體。

9.如權利要求6所述的半導體裝置的形成方法，其中形成該空腔還包括：

形成該空腔的一第一部分，該空腔的該第一部分具有線性的多個側壁，該空腔的該第一部分的多個所述側壁與該第一半導體基板的一頂表面具有一輪廓角度，其中該輪廓角度在55°到90°的范圍內；以及

形成該空腔的一第二部分，該空腔的該第二部分具有非線性的多個側壁，該空腔的該第二部分的多個所述側壁具有曲率半徑R1，其中R1在200um到800um的范圍內。

10.一種半導體裝置，包括：

一第一半導體基板；

一第二半導體基板，接合至該第一半導體基板；以及

一空腔，延伸穿過該第一半導體基板，該空腔包括：

一頂部，有具有一第一側壁輪廓的多個側壁；以及

一底部，具有具有一第二側壁輪廓的多個側壁，該空腔的該頂部的多個所述側壁與該第一半導體基板的一頂表面具有一第一輪廓角度，該空腔的該底部的多個所述側壁與該第一半導體基板的一頂表面具有一第二輪廓角度，其中該第一輪廓角度與該第二輪廓角度不同。