减少外延层中缺陷的方法与流程

本申请涉及用于在外延沉积期间减少缺陷的方法。

背景技术：

外延是指在结晶衬底上通过沉积生长单晶膜。外延层用于多种半导体器件，例如绝缘栅双极晶体管(igbt)。外延生长层由于具有相对低的缺陷密度并且因为其可以独立于下面的衬底进行掺杂而是这些类型器件所期望的。

化学气相沉积(cvd)是用于形成外延层的一种方法。利用cvd，使晶片衬底在高温下暴露于气态前体以产生外延层。所述晶片衬底的表面充当籽晶，并且外延层获得衬底表面的晶格结构和晶格取向。

cvd法可导致在生长期间在外延层和/或晶片衬底的晶格结构内形成不期望的结构缺陷。这些结构缺陷通常包括点缺陷(空位)、线缺陷如滑移线(位错)和面缺陷(堆垛层错)。滑移线和堆垛层错是由晶片晶格结构内的原子面局部位移引起的位错，并且可以经由晶片扩展显著的距离。通常，滑移线起始于晶片的边缘并且从晶片边缘处最外面原子面的位移开始。滑移线和堆垛层错可使晶片的电学特性和物理特性永久地劣化，并且可引起在晶片上形成的器件内的显著的漏电流。

滑移线和堆垛层错的常见原因是使用cvd法形成外延层时在晶片中心和边缘之间出现的温度梯度。该温度梯度引起晶片内的热应力，而热应力通过形成位错如滑移线而释放。大多数滑移线开始形成于晶片的边缘区域内。滑移线形成的常见起源或起点是在这些区域中普遍存在的局部化缺陷或机械应力。图1示出了100的晶片表面扫描结果的俯视平面图。该晶片具有在晶片底部边缘处具有平面或缺口的{100}的表面晶面取向。在晶片上形成外延层之后完成表面扫描。晶片表面扫描结果显示了沿[011]方向并且在晶片边缘102处开始的滑移线缺陷104。滑移线缺陷104在方向106上延伸直到终止。滑移线缺陷108沿[011]方向并且从晶片边缘102处开始。滑移线缺陷108在方向110上延伸直到终止。此外，由于晶片边缘处{111}面的垂直匹配，因此在具有90°方位角的两个其他区域处将发生滑移。

已经用于在cvd法期间限制晶片中形成滑移线的一种方案是通过使用工艺控制和工艺设备选择来使晶片温度梯度最小化。然而，由于现在用于制造器件(例如igbt)的300毫米(12英寸)晶片内出现大温度梯度和增强的机械应力，使滑移线形成最小化至可接受的水平变得越来越难以实现。

技术实现要素：

根据一个方法实施方案，所述方法包括在衬底的外周边缘区域内形成一个或更多个阻挡结构，以及在衬底上形成外延层。

根据用于在外延沉积期间减少缺陷的方法的一个实施方案，所述方法包括提供结晶晶片衬底，在晶片衬底的外周边缘区域内形成一个或更多个阻挡结构，以及在晶片衬底的表面上沉积外延层。一个或更多个阻挡结构中的每一个均包括至少一个不平行于晶片衬底的表面的侧壁。

根据晶片的一个实施方案，所述晶片包括在衬底的外周边缘区域内的一个或更多个阻挡结构，以及覆盖衬底的外延层。

本领域技术人员在阅读以下详细描述并查看附图之后将认识到附加特征和优点。

附图说明

包括附图以提供对实施方案的进一步理解，附图并入本说明书中且构成本说明书的一部分。附图示出了一些实施方案，并且与说明书一起用于解释实施方案的原理。另一些实施方案以及实施方案的许多预期优点当通过参考以下详细描述变得更好理解时将容易地认识到。附图的要素不一定彼此成比例。相似的附图标记指示相应的类似部分。

图1示出了在晶片上形成外延层之后的常规晶片表面扫描结果的俯视平面图。

图2示出了晶片衬底的一个实施方案的俯视平面图。

图3示出了晶片衬底的外周边缘区域内的阻挡结构的一个实施方案的俯视平面图。

图4a示出了在晶片衬底的外周边缘区域内形成阻挡结构的方法的一个实施方案的截面图。

图4b示出了在晶片衬底的外周边缘区域内形成阻挡结构的方法的一个实施方案的截面图。

图4c示出了在晶片衬底的外周边缘区域内形成阻挡结构的方法的一个实施方案的截面图。

图4d示出了在晶片衬底的外周边缘区域内形成阻挡结构的方法的一个实施方案的截面图。

图5a示出了在晶片衬底的外周边缘区域内形成阻挡结构的方法的一个实施方案的截面图。

图5b示出了在晶片衬底的外周边缘区域内形成阻挡结构的方法的一个实施方案的截面图。

图5c示出了在晶片衬底的外周边缘区域内形成阻挡结构的方法的一个实施方案的截面图。

图6a示出了在晶片衬底的外周边缘区域内形成阻挡结构的方法的一个实施方案的截面图。

图6b示出了在晶片衬底的外周边缘区域内形成阻挡结构的方法的一个实施方案的截面图。

图6c示出了在晶片衬底的外周边缘区域内形成阻挡结构的方法的一个实施方案的截面图。

图7a示出了在晶片衬底的外周边缘区域内形成阻挡结构的方法的一个实施方案的截面图。

图7b示出了在晶片衬底的外周边缘区域内形成阻挡结构的方法的一个实施方案的截面图。

图7c示出了在晶片衬底的外周边缘区域内形成阻挡结构的方法的一个实施方案的截面图。

图7d示出了在晶片衬底的外周边缘区域内形成阻挡结构的方法的一个实施方案的截面图。

图8a示出了在晶片衬底的外周边缘区域内形成阻挡结构的方法的一个实施方案的截面图。

图8b示出了在晶片衬底的外周边缘区域内形成阻挡结构的方法的一个实施方案的截面图。

图8c示出了在晶片衬底的外周边缘区域内形成阻挡结构的方法的一个实施方案的截面图。

图9a示出了在晶片衬底的外周边缘区域内形成阻挡结构的方法的一个实施方案的截面图。

图9b示出了在晶片衬底的外周边缘区域内形成阻挡结构的方法的一个实施方案的截面图。

图9c示出了在晶片衬底的外周边缘区域内形成阻挡结构的方法的一个实施方案的截面图。

图10a示出了在晶片衬底上使用中间掩模(reticle)形成的阻挡结构的一个实施方案的俯视平面图。

图10b示出了在晶片衬底上使用中间掩模形成的阻挡结构的一个实施方案的俯视平面图。

图11a示出了在晶片衬底上使用中间掩模形成的阻挡结构的一个实施方案的俯视平面图。

图11b示出了在晶片衬底上使用中间掩模形成的阻挡结构的一个实施方案的俯视平面图。

图11c示出了在晶片衬底上使用中间掩模形成的阻挡结构的一个实施方案的俯视平面图。

图11d示出了在晶片衬底上使用中间掩模形成的阻挡结构的一个实施方案的俯视平面图。

图12示出了在衬底之外周边缘区域内形成一个或更多个阻挡结构的方法的一个实施方案的流程图。

图13示出了在晶片衬底的外周边缘区域内形成一个或更多个阻挡结构的方法的一个实施方案的流程图。

具体实施方式

在以下具体实施方式中，参照构成本申请的一部分的附图，在附图中通过举例说明的方式示出了可实施本发明的具体实施方案。在这个方面，方向术语如“顶部”、“底部”、“前”、“后”、“前面的”、“后面的”等参照所描述附图的取向使用。由于实施方案的部件能够以多个不同的取向定位，因此方向术语用于说明的目的，而绝不是限制性的。应当理解，可利用其他实施方案，并且可在不脱离本发明范围的情况下进行结构或逻辑改变。因此，下面的具体实施方式不应被理解为限制性意义，并且本发明的范围由所附权利要求书限定。应当理解，除非另有特别指出，否则本文所描述的多种示例性实施方案的特征可以相互组合。

图2示出了包括衬底202的晶片200的一个实施方案的俯视平面图。在所示实施方案中，晶片200的衬底202为硅(si)衬底。在另一些实施方案中，衬底202可由其他合适的材料形成，所述材料包括但不限于碳化硅(sic)、硅锗(sige)、绝缘体上硅(soi)、砷化镓(gaas)和氮化镓(gan)。

在所示实施方案中，204示出了衬底202的表面。晶片200的这一实例不包括表面204上的外延层(关于示出了在衬底202的表面204上形成外延层的实施方案，参照图4至9)。在所示实施方案中，边缘208为圆周边缘208。在另一些实施方案中，边缘208可以具有其他合适的形状或尺寸。在所示实施方案中，外周边缘区域210限定在边缘208和图示为虚线的内部边界206之间。内部区域214在边界206的内部。外周边缘区域210具有如212所示的宽度。在一些实施方案中，宽度212等于或大于100微米且等于或小于7毫米。在一些实施方案中，宽度212等于或大于1毫米且等于或小于3毫米。在另一些实施方案中，宽度212可以具有其他合适的值或范围。在图4a、5a、6a、7a、8a和9a中示出了外周边缘区域210的截面图216。晶片202中用于图10a至10b中的俯视平面图的部分以218示出。

图3示出了晶片300的一个实施方案的俯视平面图，晶片300包括在衬底302的外周边缘区域310内形成的阻挡结构316。在另一些实施方案中，可在内部区域314内形成一个或更多个阻挡结构316。在所示实施方案中，晶片300的衬底302是si衬底。在另一些实施方案中，衬底302可由其他合适的材料形成，所述材料包括但不限于sic、sige、soi、gaas和gan。外周边缘区域310在衬底302的边缘308和内部边界306之间。外周边缘区域310的宽度在312示出。在一些实施方案中，宽度312等于或大于100微米且等于或小于7毫米。在一些实施方案中，宽度312等于或大于1毫米且等于或小于3毫米。在另一些实施方案中，宽度312可具有其他合适的值或范围。外周边缘区域310的截面图318在图4c中示出。

在所示实施方案中，阻挡结构316是连续的并且与衬底302的圆周边缘308同心。在另一些实施方案中，阻挡结构316不是连续的，并且包括两个或更多个圆周阻挡结构部分316(未示出)。在另一些实施方案中，两个或更多个阻挡结构316在外周边缘区域310内。在一个实施方案中，两个或更多个阻挡结构316在外周边缘区域310内并且与衬底302的圆周边缘308同心。在另一些实施方案中，阻挡结构316不与衬底302的圆周边缘308同心。在所示实施方案中，阻挡结构316提供在衬底302的边缘308处或附近开始的位错例如滑移线的终止点。阻挡结构316防止这些位错继续进入晶片300的内部区域314内。

图4a至4d示出了在晶片衬底402的外周边缘区域410内形成阻挡结构416的方法的一个实施方案的截面图。该方法以400示出。在另一些实施方案中，可在外周边缘区域410内形成两个或更多个阻挡结构416。在另一些实施方案中，可在衬底402的内部区域414内形成一个或更多个阻挡结构416。

图4a示出了外周边缘区域210(还参见图2)的截面图。在所示实施方案中，衬底402是结晶si衬底。在另一些实施方案中，衬底402可由其他合适的材料形成，所述材料包括但不限于sic、sige、soi、gaas和gan。

图4b示出了在晶片衬底402的外周边缘区域410内形成的沟槽420的一个实施方案的截面图。在另一些实施方案中，可以在外周边缘区域410内形成两个或更多个沟槽420。在另一些实施方案中，可在衬底402的内部区域414内形成一个或更多个沟槽420。在所示实施方案中，沟槽420包括至少一个不平行于衬底402的表面404的侧壁422。角424示出了表面404和侧壁422之间的角度，其大约为90度。在另一些实施方案中，角424可以具有其他合适的值。在所示实施方案中，沟槽420具有宽度426和深度428。在一些实施方案中，深度428的值在10微米至80微米的范围内。在一些实施方案中，深度428的值大于80微米。在一些实施方案中，深度428的值小于10微米。在一些实施方案中，宽度626的值等于或小于10微米。在一些实施方案中，宽度626的值大于10微米。在另一些实施方案中，沟槽420的宽度426小于深度428。在另一些实施方案中，沟槽420的宽度426等于或大于深度428。在所示实施方案中，沟槽420具有矩形结构。在另一些实施方案中，沟槽420可具有其他合适的形状。

在所示实施方案中，沟槽420可通过使用任何合适的方法来形成。在一个实施方案中，沟槽420如下形成：用掩蔽抗蚀剂涂覆表面404，用聚焦激光束图案化抗蚀剂，然后在衬底402中蚀刻沟槽420。在一个实施方案中，可通过使用利用聚焦激光束直接蚀刻沟槽420的激光工艺来形成沟槽420。在另一些实施方案中，可使用其他合适的工艺来形成沟槽420。

图4c示出了用填充材料430填充以形成阻挡结构416之后的沟槽420的一个实施方案的截面图。在多个实施方案中，合适的填充材料420包括但不限于氮化硅(si3n4)、碳化硅(sic)、氮氧化硅(sion)、二氧化硅(sio2)、五氧化二钽(ta2o5)、二氧化锆(zro2)、氧化铝(al2o3)、多晶硅、非晶硅、半绝缘多晶硅或非晶碳。在另一些实施方案中，可使用其他合适的材料。

在多个实施方案中，填充材料430是热导率高于衬底402的热导率的材料。在多个实施方案中，填充材料430是热导率高于si的材料。在一些实施方案中，这有助于减小由局部热梯度引起的应力，所述温度梯度发生于例如退火过程中的温度斜坡相期间和晶片衬底402的接触晶片舟或晶片保持件的区域中。在这些实施方案中，填充材料430起导热通道的作用，其提高晶片衬底402内的侧向热传递并且减少或消除极端的局部温度峰值。可以使用任何合适的方法来用填充材料430填充沟槽420。

在一些实施方案中，阻挡结构416通过在待形成阻挡结构416的晶片衬底402的表面404上使用聚焦激光束来形成。使用聚焦激光束将晶片衬底402的单晶结构局部转变为形成阻挡结构416的多晶材料。在这些实施方案中，不需要沟槽420(参见图4b)，原因是阻挡结构416形成在晶片衬底402的表面404上。

图4d示出了在衬底402的表面404上形成外延层432的一个实施方案的截面图。在所示实施方案中，外延层432为si外延层432。在另一些实施方案中，可在衬底402的表面404上外延地沉积其他合适的材料。这些材料包括但不限于ge、gan和sic。在一个实施方案中，外延层432由与衬底402相同的材料形成。在另一些实施方案中，外延层432由与用于衬底402的材料不同的材料形成。在一个实施方案中，外延层432通过使用化学气相沉积(cvd)法通过沉积形成。在另一些实施方案中，外延层432可以通过其他合适的方法形成，所述方法包括但不限于分子束外延(mbe)、液相外延(lpe)和固相再生长。在一些实施方案中，外延层432的厚度446等于或大于5微米且等于或小于200微米。在一些实施方案中，外延层432的厚度446等于或大于10微米且等于或小于190微米。在另一些实施方案中，外延层432可以具有其他合适的厚度446或厚度446范围。

在所示实施方案中，外延层432形成在阻挡结构416和衬底402的表面404上。阻挡结构416提供滑移线缺陷的局部阻挡或终止点。在一个实施方案中，在外周边缘区域410中的边缘434处开始并且在方向436和438上扩展的滑移线缺陷被阻挡结构416终止。阻止滑移线缺陷继续经过阻挡结构416进入外延层432和/或衬底402在内部区域414内的部分。在另一些实施方案中，阻挡结构416提供源于外周边缘区域410内并在方向436和438上延伸的其他类型结构缺陷的终止点。这些类型的结构缺陷包括但不限于滑移线和面缺陷(堆垛层错)。

图5a至5c示出了在晶片衬底502之外周边缘区域510内形成阻挡结构516的方法的一个实施方案的截面图。该方法示于500处。在另一些实施方案中，可在外周边缘区域510内形成两个或更多个阻挡结构516。在另一些实施方案中，可在衬底502的内部区域514内形成一个或更多个阻挡结构516。

图5a示出了外周边缘区域210(还参见图2)的截面图。在所示实施方案中，衬底502为结晶si衬底。在另一些实施方案中，衬底502可由其他合适的材料形成，所述材料包括但是不限于sic、sige、soi、gaas和gan。

图5b示出了形成阻挡结构516的沟槽520的一个实施方案的截面图。阻挡结构516形成在晶片衬底502的外周边缘区域510内。在另一些实施方案中，可在外周边缘区域510内形成两个或更多个沟槽520。在另一些实施方案中，可在衬底502的内部区域514内形成一个或更多个沟槽520。在所示实施方案中，沟槽520包括至少一个不平行于衬底502的表面504的侧壁522。角524示出了表面504和侧壁522之间的角度，其约为90度。在另一些实施方案中，角524可具有其他合适的值。在所示实施方案中，沟槽520具有宽度526和深度528。在一些实施方案中，深度528的值在10微米至80微米的范围内。在一些实施方案中，深度528的值大于80微米。在一些实施方案中，深度528的值小于10微米。在一些实施方案中，宽度526的值等于或小于10微米。在一些实施方案中，宽度526的值大于10微米。在另一些实施方案中，沟槽520具有小于深度528的合适宽度526。在另一些实施方案中，沟槽520具有等于或大于深度528的合适宽度526。在所示实施方案中，沟槽520具有矩形结构。在另一些实施方案中，沟槽520可具有其他合适的形状。

在所示实施方案中，沟槽520可通过使用任何合适的方法形成。在一个实施方案中，沟槽520如下形成：用掩蔽抗蚀剂涂覆表面504，用聚焦激光束对抗蚀剂进行图案化，然后在衬底502中蚀刻沟槽520。在一个实施方案中，可通过使用利用聚焦激光束直接蚀刻沟槽520的激光工艺形成沟槽520。在另一些实施方案中，可以使用其他合适的方法来形成沟槽520。

图5c示出了在衬底502的表面504上形成外延层532的一个实施方案的截面图。在一些实施方案中，外延层532的厚度546等于或大于5微米且等于或小于200微米。在一些实施方案中，外延层532的厚度546等于或大于10微米且等于或小于190微米。在另一些实施方案中，外延层532可以具有其他合适的厚度546或厚度546范围。

在图5c所示的实施方案中，外延层532形成在沟槽520上并且不填充沟槽520。在一个实施方案中，可使用选择性外延侧向过生长(elo)方法在沟槽520上形成外延层532。在该实施方案中，在elo方法可完全地长满沟槽520之前，沟槽520将在外延层532的生长期间延伸到外延层532中(参见540的虚线)。在542示出了从表面504测量的沟槽延伸540进入外延层532中的距离。在多个实施方案中，通过使用用于外延层532生长的合适参数来调整距离542。沟槽延伸540防止从外延层532的边缘544开始的晶体缺陷在elo方法期间穿透沟槽延伸540并进入内部区域514。在多个实施方案中，对于较大的深度528和宽度526值，可使用elo方法来平滑外延层532的表面拓扑。在所示实施方案中，外延层532为si外延层532。在另一些实施方案中，可在衬底502的表面504上外延沉积其他合适的材料。这些材料包括但不限于ge、gan和sic。在一个实施方案中，外延层532由与衬底502相同的材料形成。在另一些实施方案中，外延层532由与用于衬底502的材料不同的材料形成。在一个实施方案中，外延层532通过使用cvd法通过沉积形成。在另一些实施方案中，外延层432可通过使用其他合适的方法形成，所述方法包括但不限于mbe、lpe和固相再生长。

在所示实施方案中，外延层532形成在阻挡结构516和衬底502的表面504上。阻挡结构516提供滑移线缺陷的局部阻挡或终止点。在一个实施方案中，在外周边缘区域510中的边缘534处开始并且在方向536和538上扩展的滑移线缺陷被阻挡结构516终止。阻止滑移线缺陷继续经过阻挡结构516进入外延层532和/或衬底502在内部区域514内的部分。在另一些实施方案中，阻挡结构516提供源于外周边缘区域510内并在方向536和538上延伸的其他类型结构缺陷的终止点。这些类型的结构缺陷包括但不限于滑移线和面缺陷(堆垛层错)。

图6a至6c示出了在晶片衬底602的外周边缘区域610内形成阻挡结构616的方法的一个实施方案的截面图。该方法于600处示出。在另一些实施方案中，可在外周边缘区域610内形成两个或更多个阻挡结构616。在另一些实施方案中，可在衬底602的内部区域614内形成一个或更多个阻挡结构616。

图6a示出了外周边缘区域210(还参见图2)的截面图。在所示实施方案中，衬底602为结晶si衬底。在另一些实施方案中，衬底602可由其他合适的材料形成，所述材料包括但是不限于sic、sige、soi、gaas和gan。

图6b示出了形成阻挡结构616的沟槽620的一个实施方案的截面图。阻挡结构616形成在晶片衬底602的外周边缘区域610内。在另一些实施方案中，可在外周边缘区域610内形成两个或更多个沟槽620。在另一些实施方案中，可在衬底602的内部区域614内形成一个或更多个沟槽620。在所示实施方案中，沟槽620包括至少一个不平行于衬底602的表面604的侧壁622。角624示出了表面604和侧壁622之间的角度，其约为90度。在另一些实施方案中，角624可具有其他合适的值。在所示实施方案中，沟槽620具有宽度626和深度628。在一些实施方案中，深度628的值在10微米至80微米的范围内。在一些实施方案中，深度628的值大于80微米。在一些实施方案中，深度628的值小于10微米。在一些实施方案中，宽度626的值等于或小于10微米。在一些实施方案中，宽度626的值大于10微米。在另一些实施方案中，沟槽620具有小于深度628的宽度626。在另一些实施方案中，沟槽620具有等于或大于深度628的宽度626。在所示实施方案中，沟槽620具有矩形结构。在另一些实施方案中，沟槽620可具有其他合适的形状。

在所示实施方案中，沟槽620可通过使用任何合适的方法形成。在一个实施方案中，沟槽620如下形成：用掩蔽抗蚀剂涂覆表面604，用聚焦激光束图案化抗蚀剂，然后在衬底602中蚀刻沟槽620。在一个实施方案中，可通过使用利用聚焦激光束直接蚀刻沟槽620的激光工艺形成沟槽620。在另一些实施方案中，可使用其他合适的方法来形成沟槽620。

图6c示出了在衬底602的表面604上形成外延层632的一个实施方案的截面图。在一些实施方案中，外延层632的厚度646等于或大于5微米且等于或小于200微米。在一些实施方案中，外延层632的厚度646等于或大于10微米且等于或小于190微米。在另一些实施方案中，外延层632可具有其他合适的厚度646或厚度646范围。

在图6c所示的实施方案中，外延层632形成在沟槽620内和沟槽620上。在一个实施方案中，外延层632完全填充沟槽620。在一个实施方案中，外延层632部分填充沟槽620。在另一些实施方案中，外延层632填充沟槽620的至少一部分。

在所示实施方案中，外延层632为si外延层632。在另一些实施方案中，可在衬底602的表面604上外延地沉积其他合适的材料。这些材料包括但是不限于ge、gan和sic。在一个实施方案中，外延层632由与衬底602相同的材料形成。在另一些实施方案中，外延层632由与衬底602所使用的的材料不同的材料形成。在一个实施方案中，外延层632通过使用cvd法经沉积形成。在另一些实施方案中，可通过其他合适的方法形成外延层632，所述方法包括但不限于mbe、lpe和固相再生长。

在所示实施方案中，外延层632形成在阻挡结构616和衬底602的表面604上。阻挡结构616提供滑移线缺陷的局部阻挡或终止点。在一个实施方案中，在外周边缘区域610中的边缘634处开始并且在方向636和638上扩展的滑移线缺陷被阻挡结构616终止。阻止滑移线缺陷继续经过阻挡结构616进入外延层632和/或衬底602在内部区域614内的部分。在另一些实施方案中，阻挡结构616提供源于外周边缘区域610内并在方向636和638上延伸的其他类型结构缺陷的终止点。这些类型的结构缺陷包括但不限于滑移线和面缺陷(堆垛层错)。

图7a至7c示出了在晶片衬底702之外周边缘区域710内形成阻挡结构716的方法的一个实施方案的截面图。该方法示于700处。在另一些实施方案中，可在外周边缘区域710内形成两个或更多个阻挡结构716。在另一些实施方案中，可在衬底702的内部区域714内形成一个或更多个阻挡结构716。

图7a示出了外周边缘区域210(还参见图2)的截面图。在所示实施方案中，衬底702为结晶si衬底。在另一些实施方案中，衬底702可由其他合适的材料形成，所述材料包括但是不限于sic、sige、soi、gaas和gan。

图7b示出了在晶片衬底702的外周边缘区域710内形成的沟槽720的一个实施方案的截面图。在另一些实施方案中，可在外周边缘区域710内形成两个或更多个沟槽720。在另一些实施方案中，可在衬底702的内部区域714内形成一个或更多个沟槽720。在所示实施方案中，沟槽720包括至少一个不平行于衬底702的表面704的侧壁722。角724示出了表面704和侧壁722之间的角度，其约为90度。在另一些实施方案中，角724可具有其他合适的值。在所示实施方案中，沟槽720具有宽度726和深度728。在一个实施方案中，深度728的值约为10微米且宽度726的值小于10微米。在另一些实施方案中，沟槽720的宽度726小于深度728。在另一些实施方案中，沟槽720的宽度726等于或大于深度728。在所示实施方案中，沟槽720具有矩形结构。在另一些实施方案中，沟槽720可具有其他合适的形状。

在所示实施方案中，沟槽720可通过使用任何合适的方法形成。在一个实施方案中，沟槽720如下形成：用掩蔽抗蚀剂涂覆表面704，用聚焦激光束图案化抗蚀剂，然后在衬底702中蚀刻沟槽720。在一个实施方案中，可通过使用利用聚焦激光束直接蚀刻沟槽720的激光工艺形成沟槽720。在另一些实施方案中，可使用其他合适的方法来形成沟槽720。

图7c示出了在衬底702内形成阻挡结构716的腔730的一个实施方案的截面图。在所示实施方案中，使用venecia工艺覆盖沟槽720以限定腔730。在一个实施方案中，venecia工艺通过在氢环境中应用高温退火工艺来实施。这导致通过硅原子在沟槽上部区域中的移动(特别是在侧向方向)形成沟槽的上盖层740。在所示实施方案中，venecia工艺用于在结晶si衬底702内形成腔730。在另一些实施方案中，可使用其他合适的方法在衬底702内形成腔730。

在另一些实施方案中，在使用venecia工艺覆盖前，沟槽720的至少一部分填充有填充材料(还参见图4c)。合适的填充材料包括但是不限于si3n4、sic、sion、sio2、ta2o5、zro2、al2o3、多晶硅、非晶硅、半绝缘多晶硅或非晶碳。在这些实施方案中，使用venecia工艺覆盖沟槽720以限定部分填充有或完全填充有填充材料的腔730。

图7d示出了在衬底702的表面704上形成外延层732的一个实施方案的截面图。在一些实施方案中，外延层732的厚度746等于或大于5微米且等于或小于200微米。在一些实施方案中，外延层732的厚度746等于或大于10微米且等于或小于190微米。在另一些实施方案中，外延层732可具有其他合适的厚度746或厚度746范围。

在所示实施方案中，外延层732为si外延层732。在另一些实施方案中，可在衬底702的表面704上外延地沉积其他合适的材料。这些材料包括但是不限于ge、gan和sic。在一个实施方案中，外延层732由与衬底702相同的材料形成。在另一些实施方案中，外延层732由与用于衬底702的材料不同的材料形成。在一个实施方案中，外延层732通过使用cvd法通过沉积形成。在另一些实施方案中，外延层732可通过其他合适的方法形成，所述方法包括但不限于mbe、lpe和固相再生长。

在所示实施方案中，外延层732形成在衬底702的表面704上。阻挡结构716提供滑移线缺陷的局部阻挡或终止点。在一个实施方案中，在外周边缘区域710中的边缘734处开始并且在方向736和738上扩展的滑移线缺陷被阻挡结构716终止。阻止滑移线缺陷继续经过阻挡结构716进入外延层732和/或衬底702在内部区域714内的部分。在另一些实施方案中，阻挡结构716提供源于外周边缘区域710内并在方向736和738上延伸的其他类型结构缺陷的终止点。这些类型的结构缺陷包括但不限于滑移线和面缺陷(堆垛层错)。

图8a至8c示出了在晶片衬底802的外周边缘区域810内形成阻挡结构816的方法的一个实施方案的截面图。该方法于800处示出。在另一些实施方案中，可在外周边缘区域810内形成两个或更多个阻挡结构816。在另一些实施方案中，可在衬底802的内部区域814内形成一个或更多个阻挡结构816。

图8a示出了外周边缘区域210(还参见图2)的截面图。在所示实施方案中，衬底802为结晶si衬底。在另一些实施方案中，衬底802可由其他合适的材料形成，所述材料包括但是不限于sic、sige、soi、gaas和gan。

图8b示出了形成阻挡结构816的氧化物结构840的一个实施方案的截面图。在所示实施方案中，阻挡结构816形成在晶片衬底802的表面804上。阻挡结构816形成在晶片衬底802的外周边缘区域810内。在另一些实施方案中，可在外周边缘区域810内形成两个或更多个氧化物结构840。在另一些实施方案中，可在衬底802内部区域814内形成一个或更多个氧化物结构840。在所示实施方案中，氧化物结构840具有宽度826和高度828。在所示实施方案中，氧化物结构840的宽度826大于高度828。在另一些实施方案中，氧化物结构840的宽度826等于或小于高度828。

在所示实施方案中，氧化物结构840可使用任何合适的方法形成。在所示实施方案中，氧化物结构840由sio2形成。在另一些实施方案中，氧化物结构840可使用其他合适的材料形成，所述材料包括但不限于sion、ta2o5、al2o3、氧化镓(ga2o3)、氧化铟(in2o3)、氧化锡(sno2)、二氧化钛(tio2)、非晶碳、石墨和类金刚石碳。

在所示实施方案中，氧化物结构840形成为与衬底802的边缘834相邻。在另一些实施方案中，氧化物结构840不与衬底802的边缘834相邻。例如，在一个实施方案中，氧化物结构840的宽度826在尺寸上小于外周边缘区域810并且形成为在外周边缘区域810的中心(未示出)。

图8c示出了在衬底802的表面804上形成外延层832的一个实施方案的截面图。在一些实施方案中，外延层832的厚度846等于或大于5微米且等于或小于200微米。在一些实施方案中，外延层832的厚度846等于或大于10微米且等于或小于190微米。在另一些实施方案中，外延层832可具有其他合适的厚度846或厚度846范围。

在图8c所示的实施方案中，外延层832形成在氧化物结构820的上。这可通过设置外延沉积的工艺参数使得将发生侧向外延过生长来实现。在所示实施方案中，外延层832为si外延层832。在另一些实施方案中，可在衬底802的表面804上外延地沉积其他合适的材料。这些材料包括但是不限于ge、gan和sic。在一个实施方案中，外延层832由与衬底802相同的材料形成。在另一些实施方案中，外延层832由与用于衬底802的材料不同的材料形成。在一个实施方案中，外延层832通过使用cvd法经沉积形成。在另一些实施方案中，外延层832可通过其他合适的方法形成，所述方法包括但不限于mbe、lpe和固相再生长。

在所示实施方案中，外延层832形成在阻挡结构816和衬底802的表面804上。阻挡结构816提供起始于表面804被氧化物结构覆盖的部分的滑移线缺陷的局部阻挡或终止点。在所示实施方案中，开始于边缘834处或邻近表面804的氧化物结构840下方并在方向838上扩展的滑移线缺陷被阻挡结构816终止。阻止滑移线缺陷继续经过阻挡结构816进入外延层832。这些类型的结构缺陷包括但不限于滑移线和面缺陷(堆垛层错)。

图9a至9c示出了在晶片衬底902的外周边缘区域910内形成阻挡结构916的方法的一个实施方案的截面图。该方法于900处示出。在另一些实施方案中，可在外周边缘区域910内形成两个或更多个阻挡结构916。在另一些实施方案中，可在衬底902的内部区域914内形成一个或更多个阻挡结构916。

图9a示出了外周边缘区域210(还参见图2)的截面图。在所示实施方案中，衬底902为结晶si衬底。在另一些实施方案中，衬底902可由其他合适的材料形成，所述材料包括但不限于sic、sige、soi、gaas和gan。

图9b示出了形成阻挡结构916的氧化物结构940的一个实施方案的截面图。在所示实施方案中，阻挡结构916形成在晶片衬底902的表面904上。阻挡结构916形成在晶片衬底902的外周边缘区域910内。在另一些实施方案中，可在外周边缘区域910内形成两个或更多个氧化物结构940。在另一些实施方案中，可在衬底902的内部区域914内形成一个或更多个氧化物结构940。在所示实施方案中，氧化物结构940具有宽度926和高度928。在所示实施方案中，氧化物结构940的宽度926大于高度928。在另一些实施方案中，氧化物结构940的宽度926等于或小于高度928。

在所示实施方案中，氧化物结构940可使用任何合适的方法形成。在所示实施方案中，氧化物结构940由sio2形成。在另一些实施方案中，氧化物结构940可使用其他合适的材料形成，所述材料包括但不限于sion、ta2o5、al2o3、ga2o3、in2o3、sno2、tio2、非晶碳、石墨和类金刚石碳。

在所示实施方案中，氧化物结构940形成为与衬底902的边缘934相邻。在另一些实施方案中，氧化物结构940不与衬底902的边缘934相邻。例如，在一个实施方案中，氧化物结构940的宽度926在尺寸上小于外周边缘区域910并且形成为在外周边缘区域910的中心(未示出)。

图9c示出了在衬底902的表面904上形成外延层932的一个实施方案的截面图。在一些实施方案中，外延层932的厚度946等于或大于5微米且等于或小于200微米。在一些实施方案中，外延层932的厚度946等于或大于10微米且等于或小于190微米。在另一些实施方案中，外延层932可以具有其他合适的厚度946或厚度946范围。

在图9c所示的实施方案中，外延层932形成在氧化物结构940上。在所示实施方案中，外延层932为si外延层932。在另一些实施方案中，可以在衬底902的表面904上外延地沉积其他合适的材料。这些材料包括但是不限于ge、gan和sic。在一个实施方案中，外延层932由与衬底902相同的材料形成。在另一些实施方案中，外延层932由与用于衬底902的材料不同的材料形成。在一个实施方案中，外延层932通过使用cvd法通过沉积形成。在另一些实施方案中，外延层932可通过其他合适的方法形成，所述方法包括但不限于mbe、lpe和固相再生长。

在所示实施方案中，外延层932形成在衬底902上。在表面904上的形成或沉积将引起同质外延沉积(例如，si在si上生长)。外延层932将具有与衬底902相同的结晶取向。在一个示例性实施方案中，si衬底902和si外延层932二者均具有{111}取向。在所示实施方案中，在氧化物结构940的表面944上的形成或沉积导致沉积的原子不具有结构或结晶取向，并且在氧化物结构940的表面944上得到多晶层942。在一个示例性实施方案中，氧化物结构940为sio2且多晶层942为多晶硅。

在所示实施方案中，阻挡结构916提供滑移线缺陷的局部阻挡或终止点。在所示实施方案中，始于边缘934处和/或氧化物结构940下方且接近表面904并在方向938上扩展的滑移线缺陷被阻挡结构916终止。阻止滑移线缺陷继续经过阻挡结构916进入外延层932。这些类型的结构缺陷包括但不限于滑移线和面缺陷(堆垛层错)。

图10a至10b分别示出了在晶片衬底202上使用中间掩模形成的阻挡结构1016的实施方案的俯视平面图。在这些实施方案中，步进器(stepper)使用中间掩模在晶片上逐次暴露单个阻挡结构1016。在所示实施方案中，使用相同的中间掩模来形成每个阻挡结构1016。在另一些实施方案中，可使用具有不同阻挡结构布置的中间掩模形成阻挡结构1016(例如，参见图11a至11d)。图10a至10b所示的阻挡结构1016对应于图11a所示的阻挡结构1116a。在另一些实施方案中，阻挡结构1016可形成在水平线1020和垂直线1022内。在这些实施方案中，水平线1020是水平切口线1020，垂直线1022是垂直切口线1022。在另一些实施方案中，可以使用不同尺寸的中间掩模形成阻挡结构1016。在这些实施方案中，水平线1020之间的间距和垂直线1022之间的间距在外周边缘区域1010和内部区域1014内可不同。例如，外周边缘区域1010内的阻挡结构1016可以在尺寸上大于或小于在内部区域1014内形成的小片(die，管芯)(未示出)。

在所示实施方案中，阻挡结构1016使用图4a至4d所示的方法形成(例如，沟槽420填充有填充材料430以形成阻挡结构416)。每个阻挡结构1016由深色矩形轮廓示出。在这些实施方案中，所述阻挡结构包括多个相邻的小片，每个小片包括一个或更多个沟槽420(还参见图4)。在另一些实施方案中，阻挡结构包括多个不相邻的小片。在另一些实施方案中，阻挡结构1016可使用其它合适的方法形成，所述方法包括但不限于图5a至5c、图6a至6c、图7a至7d、图8a至8c和图9a至9c所示的方法。

在所示实施方案中，晶片202用于图10a至10b中的俯视平面图的部分示于图2的218处。图10a示出了晶片1002的一个实施方案的俯视平面图，晶片1002包括形成在外周边缘区域1010内的阻挡结构1016。图10b示出了晶片1004的一个实施方案的俯视平面图，晶片1004包括形成在外周边缘区域1010和内部区域1014两者内的阻挡结构1016。

参照图10a，阻挡结构1016a、1016b、1016c和1016d示出了外周边缘区域1010内阻挡结构1016的不同布置。阻挡结构1016a形成单连续列的阻挡结构1016，阻挡结构1016b形成双连续列的阻挡结构1016。阻挡结构1016c在1006处所示的内部边界和边缘1008之间延伸。阻挡结构1016d由于每个阻挡结构1016d的角邻接而形成连续的边界。在另一些实施方案中，可使用阻挡结构1016的其他合适布置来在1006处示出的内部边界和边缘1008之间形成边界。在另一些实施方案中，阻挡结构1016可形成在在水平线1020和垂直线1022内。在这些实施方案中，水平线1020是水平切口线1020，垂直线1022是垂直切口线1022。

在所示实施方案中，阻挡结构1016在边缘1008和内部区域1014之间形成连续边界。在另一些实施方案中，阻挡结构1016不在边缘1008和内部区域1014之间形成连续边界。在一个示例性实施方案中，第一组阻挡结构1016在外周边缘区域1010内形成连续边界，第二组阻挡结构1016在外周边缘区域1010内形成连续边界，并且第一组阻挡结构1016与第二组阻挡结构1016不连续(未示出)。

参照图10b，阻挡结构1016在外周边缘区域1010内形成连续边界。阻挡结构1016还形成在位于内部区域1014内1018所示的小片周围。阻挡结构1016在内部区域1014内形成连续边界。在另一些实施方案中，阻挡结构1016可形成在水平线1020和垂直线1022内。在这些实施方案中，水平线1020是水平切口线1020，垂直线1022是垂直切口线1022。

图11a至11d分别示出了在晶片衬底上使用中间掩模形成的阻挡结构1116的实施方案的俯视平面图。图11a示出了在中间掩模区域内包括矩形轮廓的阻挡结构1116a。图11b示出了在中间掩模区域内包括二维水平和垂直阵列的阻挡结构1116b。图11c示出了在掩模区域内包括多个同心形状的阻挡结构1116c。图11d示出了包括在中间掩模区域内的成角度的二维水平阵列的阻挡结构1116d。

图12示出了在衬底402的外周边缘区域410内形成一个或更多个阻挡结构416的方法的一个实施方案的流程图。该方法示于1200。在1202，在衬底402的外周边缘区域410内形成一个或更多个阻挡结构416。在1204，在衬底402上形成外延层432。

图13示出了在晶片衬底402的外周边缘区域410内形成一个或更多个阻挡结构416的方法的一个实施方案的流程图。该方法示于1300。在1302，提供结晶晶片衬底402。在1304，在晶片衬底402的外周边缘区域410内形成一个或更多个阻挡结构416。一个或更多个阻挡结构416中的每一个均包括至少一个不平行于晶片衬底402的表面404的侧壁422。在1306，在晶片衬底402的表面404上沉积外延层432。

尽管已在本文中示出和描述了具体实施方案，但是本领域技术人员将理解的是，可在不脱离本发明的范围的情况下用各种替换和/或等效实施方式代替所示和所描述的具体实施方案。本申请旨在涵盖本文所讨论的具体实施方案的任何修改修饰或变化方案。因此，本发明旨在其仅由权利要求书及其等同文件限制。