具有改进的金属化附着力的半导体结构及其制造方法_2

文档序号:9752739阅读:来源:国知局
陶瓷铜等。此外,第一导电层104可以包括给定应用可能需要的其他材料或者基本上由给定应用可能需要的其他材料构成。根据各个实施例,第一导电层104可以具有厚度T2,该厚度在从约20nm到约500nm的范围内,例如,在从约20nm到约30nm的范围内,例如,在从约30nm到约40nm的范围内,例如,在从约40nm到约50nm的范围内,例如,在从约50nm到约10nm的范围内,例如,在从10nm到约150nm的范围内,例如,在从约150nm到约200nm的范围内,例如,在从约200nm到约250nm的范围内,例如,在从约250nm到约300nm的范围内,例如,在从约300nm到约350nm的范围内,例如,在从约350nm到约500nm的范围内。根据各个实施例,第一导电层104可以通过各种技术沉积,例如,蒸汽沉积、电化学工艺以及电镀工艺、无电镀工艺、化学气相沉积工艺、分子束外延、旋涂、溅射沉积以及/或者给定应用可能需要的各种其他技术。在各个实施例中,第一导电层104可以是正方形或者大体上正方形形状。第一导电层104可以是矩形或者大体上矩形形状。根据各个实施例,第一导电层104可以是圆形或者大体上圆形形状。第一导电层104可以是椭圆形或者大体上椭圆状形状。根据各个实施例,第一导电层104可以是三角形或者大体上三角形形状。第一导电层104可以是十字形或者大体上十字形形状。根据各个实施例,第一导电层104可以形成为给定应用可能需要的任何形状。
[0018]根据各个实施例,第二导电层106可以具有厚度T3,该厚度T3在从约10nm到约5 μ m的范围内,例如,在从约10nm到约200nm的范围内,例如,在从约200nm到约300nm的范围内,例如,在从约300nm到约500nm的范围内,例如,在从约500nm到约I μπι的范围内,例如,在从约I μπι到约5 μπι的范围内。在一些实施例中,第二导电层106可以具有厚度Τ3,该厚度Τ3为至少约lOOnm,例如,至少150nm,例如,至少200nm,例如,至少250nm,例如,至少300nm。在至少一个实施例中,第二导电层106可以具有厚度T3,该厚度T3小于或等于约2 μ m,例如,小于或等于1.6 μ m,例如,小于或等于I μ m,例如,小于或等于550nm,例如,小于或等于500nm。在各个实施例中,第二导电层106可以是正方形或者大体上正方形形状。第二导电层106可以是矩形或者大体上矩形形状。根据各个实施例,第二导电层106可以是圆形或者大体上圆形形状。第二导电层106可以是椭圆形或者大体上椭圆状形状。根据各个实施例,第二导电层106可以是三角形或者大体上三角形形状。第二导电层106可以是十字形或者大体上十字形形状。根据各个实施例,第二导电层106可以形成为给定应用可能需要的任何形状。第二导电层106可以包括或者基本上由导电材料构成,例如,金属的材料、金属化材料、金属箔、元素金属以及/或者金属合金。例如,第二导电层106可以包括铜、镍、锡、铅、银、金、铝、钛、镓、铟、硼以及这些金属的各种合金,例如,镍铜合金、镍-铝合金、铝-铜-硅合金等,或者基本上由其构成。此外,第二导电层106可以包括给定应用可能需要的其他材料或者基本上由给定应用可能需要的其他材料构成。根据各个实施例,第二导电层106可以通过各种技术沉积,例如,蒸汽沉积、电化学工艺以及电镀工艺、无电镀工艺、化学气相沉积工艺、分子束外延、光刻工艺、旋涂、溅射沉积以及/或者给定应用可能需要的各种其他技术。在各个实施例中,第二导电层106可以进一步包括多个钉状结构108。
[0019]钉状结构108可以至少部分穿过第一导电层104。换言之,钉状结构108可以从第二导电层106延伸并且部分穿过第一导电层104。钉状结构108可以延伸到第一导电层104的表面104a中并且/或者通过第一导电层104的表面104a。表面104a可以是第一导电层104的上表面。换言之,表面104a可以是第一导电层104的表面,该表面之上可以形成第二导电层106。根据各个实施例,钉状结构108可以完全穿过第一导电层104并且延伸到衬底102中。在各个实施例中,钉状结构108可以是圆锥形以及/或者大体上圆锥形形状,圆锥形的顶点位于第一导电层104中。根据一个实施例,钉状结构108可以是圆顶形(domed)或者大体上圆顶形形状。钉状结构108可以是金字塔形或者大体上金字塔状结构。在一些实施例中,钉状结构108可以全部具有大体上相同的形状,而在其他实施例中,钉状结构108可以是不规则形状。在各个实施例中,第一导电层104的上表面104a中,被多个钉状结构108完全占据的表面区域可能小于10%,例如,在从约10%到约8%的范围内,例如,在从约8%到约6%的范围内,例如,在从约6%到约4%的范围内,例如,在从约4%到约2%的范围内,例如,在从约2%到I %以下的范围内。钉状结构108可以通过使用退火工艺形成。例如,致使第二导电层106的多个部分扩展和/或变形为钉状结构108的退火工艺。
[0020]根据一个实施例,如图2A和图2B所不,半导体结构100可以包括在第一导电层104中的多个穿孔202、以及多个凹部204,这些凹部形成于衬底102中,并且与多个穿孔202共轴地安置。在各个实施例中,第二导电层106可以包括多个柱状(post-like)结构206。柱状结构206可以各自从形成于第一导电层104中的所述多个结构延伸穿过单个穿孔202,并且可以从形成于衬底102中的所述多个结构耦合到凹部204的表面。
[0021]根据各个实施例,多个穿孔202可以使用各种技术形成于第一导电层104中,例如,激光打孔、各种研磨技术、深度反应离子蚀刻、各向同性气相蚀刻、蒸汽蚀刻、湿法蚀刻、各向同性干法蚀刻、等离子蚀刻、各种光刻技术等。在各个实施例中,每个穿孔202可以是正方形或者大体上正方形形状。每个穿孔202可以是矩形或者大体上矩形形状。根据各个实施例,每个穿孔202可以是圆形或者大体上圆形形状。每个穿孔202可以是椭圆形或者大体上椭圆状形状。根据各个实施例,每个穿孔202可以是三角形或者大体上三角形形状。每个穿孔202可以是十字形或者大体上十字形形状。根据各个实施例,每个穿孔202可以形成为给定应用可能需要的任何形状。在至少一个实施例中,由附图标记SI表示的跨每个穿孔202的距离,可以在从约0.5 μ m到约3.0 μ m的范围内;例如,在从约0.5 μ m到约
0.75 μπι的范围内;例如,在从约0.75 μπι到约1.0 μπι的范围内;例如,在从约1.0 μπι到约
1.25 μm的范围内;例如,在从1.25 μm到约1.50 μπι的范围内;例如,在从约1.50 μπι到约
1.75 μπι的范围内;例如,在从约1.75 μπι到约2.0 μπι的范围内;例如,在从约2.0 μπι到约
2.25 μ m的范围内;例如,在从约2.25 μ m到约2.50 μ m的范围内;例如,在从约2.50 μ m到约2.75 μ m的范围内;例如,在从约2.75 μ m到约3.0 μ m的范围内。
[0022]根据各个实施例,多个凹部204可以使用各种技术形成于衬底102中,例如,激光打孔、各种研磨技术、深度反应离子蚀刻、各向同性气相蚀刻、蒸汽蚀刻、湿法蚀刻、各向同性干法蚀刻、等离子蚀刻、各种光刻技术等。在各个实施例中,每个凹部204可以是正方形或者大体上正方形形状。每个凹部204可以是矩形或者大体上矩形形状。根据各个实施例,每个凹部204可以是圆形或者大体上圆形形状。每个凹部204可以是椭圆形或者大体上椭圆状形状。根据各个实施例,每个凹部204可以是三角形或者大体上三角形形状。每个凹部204可以是十字形或者大体上十字形形状。根据各个实施例,每个凹部204可以形成为给定应用可能需要的任何形状。在一些实施例中,多个凹部可能并非必需的,并且/或者可以从半导体结构100完全地排除。
[0023]根据一个实施例,如图2B所示,半导体结构100可以包括多个柱状结构206。柱状结构206可以各自从形成于第一导电层104中的所述多个结构延伸通过单个穿孔202,并且可以从形成于衬底102中的所述多个结构耦合到凹部204的表面。在一些实施例中,柱状结构206可以与第二导电层106 —体形成。例如,第二导电层106和多个柱状结构206可以由相同材料组成,或者可以包括相同材料,例如,铜、镍、锡、铅、银、金、铝、钛、镓、铟、硼以及这些金属的各种合金,例如,铜镍合金、镍-铝合金、铝-铜-硅合金等。根据各个实施例,第二导电层106和多个柱状结构206可以在一个步骤中通过各种技术沉积和/或形成在一起,例如,蒸汽沉积、电
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