分隔的半导体层之间的电接触的制作方法

本发明涉及半导体器件领域。更具体地，本发明涉及用于在由隔离层分隔的半导体层之间产生电接触的方法，该方法在半导体层之间提供物理连接。本发明还涉及使用这种方法获得的器件。

背景技术：

1、半导体器件，诸如例如压力传感器，随时间推移优选是稳定的。影响稳定性的一个因素是半导体器件的漂移。据发现，当有源表面与衬底电隔离时，半导体器件表现出更大的漂移。

2、在下面的示例中，测试了具有不同结构的半导体器件。在其中由外延(epi)晶片形成膜晶片的结构；在其中使用熔融接合将膜晶片接合到体晶片的结构；绝缘体上硅(soi)结构。

3、用压力传感器执行比较测试，其中第一组在有源表面和衬底之间没有掩埋氧化物，而第二组则制造有这样的层。在偏置高温储存测试后，对于具有掩埋氧化物层的部件，观察到明显更大的漂移。最近，对用soi晶片制成的和用epi晶片制成的传感器进行了比较。他们在正面具有完全相同的工艺和布局。然而，在150℃下的1000小时高温工作寿命(htol)后，由soi晶片构建的传感器表现出比由epi晶片构建的传感器更大的漂移。

4、另一个比较测试表明，对于具有掩埋氧化物层的器件，由表面电荷引起的漂移是3倍高。

5、构建在soi晶片上的许多互补金属氧化物半导体(cmos)器件在器件的外围具有从衬底到顶层的接触，以确保体(bulk)经由穿过掩埋氧化物的与密封圈的接触而总是保持在gnd。

6、在这两种情况下，由epi层形成的膜表现更好。epi晶片和其他晶片之间的区别在于：如果是epi晶片，则存在通过epi层和体之间的结的接触；而在其他晶片中，soi晶片的掩埋氧化物将膜与体隔离。如果有掩埋氧化物，则在熔融接合过程中总是存在于膜晶片和体晶片之间的该氧化物将膜与体隔离。

7、衬底层和顶层之间的接触提高了半导体的稳定性。然而，产生这样的接触是麻烦的，因为它延长了制造过程并增加了生产周期时间，且因此显著增加了生产成本。

8、当例如使用熔融接合形成层堆叠时，总是在膜晶片和体晶片之间形成氧化物层。该氧化物层可以例如具有4纳米的厚度。因此，人们必须通过欧姆接触来桥接该氧化物与膜(厚度可达22微米或甚至45微米)。一种直接的方法会是通过以下额外步骤来产生这样的接触：

9、额外步骤：drie蚀刻直径为3微米的狭缝或孔洞17至24微米；使其深入到体硅中2微米(额外的光刻步骤)；

10、额外步骤：溅射tiw接触层(没有图案化)；

11、额外步骤：仅用深度反应离子蚀刻(drie)从表面去除tiw；

12、利用as植入物进行多晶沉积，如在现有工艺流中；

13、额外步骤：氧化物填充狭缝或孔洞的剩余部分；

14、额外步骤：仅用drie从表面去除氧化物；

15、图案化多晶硅并继续现有工艺流。

16、上述工艺包含一些复杂的工艺步骤，这些复杂的工艺步骤并非小事。因此，工艺开发和生产的成本将是巨大的和不希望的。

17、因此，需要允许在由隔离连接层分隔的半导体层之间产生电接触的方法，以及需要在由隔离连接层分隔的半导体层之间具有电接触的半导体器件。

技术实现思路

1、本发明的实施例的目的在于提供用于在由隔离连接层分隔的半导体层之间产生电接触的良好方法，以及提供在由隔离连接层分隔的半导体层之间具有电接触的良好半导体器件。

2、上述目的通过根据本发明的方法和器件来实现。

3、在第一方面中，本发明的实施例涉及一种用于在由隔离连接层分隔的半导体层之间产生电接触的方法。

4、该方法包括提供层堆叠，该层堆叠包括至少第一半导体层、隔离连接层和第二半导体层。隔离连接层介于第一半导体层和第二半导体层之间。

5、此外，该方法包括在该堆叠中穿过第一半导体层和隔离连接层并且部分地在第二半导体层中激光刻槽至少一个激光凹槽，留下第二半导体层的剩余部分。在激光刻槽之后，在层堆叠的边缘处获得再结晶导电层，其连接第一半导体层和第二半导体层。该再结晶导电层至少从第一半导体层的熔化材料获得。

6、此外，该方法包括切割第二半导体层的该剩余部分。

7、本发明的实施例的优点在于，至少一个凹槽的侧壁被激光熔化，从而在隔离连接层上形成再结晶导电层。通过在第二半导体层中进行部分激光刻槽，获得的导电材料可以桥接氧化物。

8、本发明的实施例的优点在于，激光刻槽不完全穿过第二半导体层(例如体层)，因为这会导致顶层顶部上过量的烧蚀体材料。

9、本发明的实施例的优点在于，可以在不使用光刻的情况下获得第一和第二半导体层之间的电接触。

10、本发明的实施例的优点在于，将激光刻槽作为管芯单片化(singulation)工艺的一部分来执行，使该工艺的成本最小化，并且同时增强了锯切的质量。此外，在接触全都沿着器件的边缘形成时，接触电阻被优化。

11、在本发明的实施例中，在激光刻槽期间对激光的焦点进行控制。在本发明的实施例中，控制激光刻槽期间的激光焦点，使得其基本上处于隔离连接层的水平。

12、在本发明的实施例中，所提供的层堆叠的第一和第二半导体层是硅层、gaas层、sic层、gan层或它们的组合。

13、在本发明的实施例中，该方法包括用n型或p型掺杂剂掺杂第一和/或第二半导体层的接合表面。

14、在本发明的实施例中，所提供的层堆叠的隔离连接层的厚度在3和6纳米之间。在本发明的实施例中，隔离连接层甚至可以具有高达2000纳米的厚度(例如，在soi晶片的氧化物层的情况下)。

15、在本发明的实施例中，在堆叠中激光加工相邻激光凹槽，并且切割第二半导体层的剩余部分是在相邻激光凹槽之间进行。

16、在本发明的实施例中，进行相邻激光凹槽的激光刻槽以使得在一对相邻激光凹槽中，相邻激光凹槽是平行的。

17、在本发明的实施例中，激光刻槽在至少两个通路中进行。本发明的实施例的优点在于，所需的深度(即，具有一深度的凹槽，使得其至少切割穿过隔离连接层)可以通过在多于一个通路中进行激光刻槽来获得，其中针对每个通路，对堆叠中的激光刻槽的深度进行调整。在本发明的实施例中，激光刻槽进行至与隔离连接层的深度基本相同的深度。

18、在本发明的实施例中，激光刻槽和切割二者在两个不同的方向上进行，以从层堆叠中单片化多个半导体器件。本发明的实施例的优点在于，在所获得的半导体器件的每个边缘处存在再结晶导电层。

19、在第二方面中，本发明的实施例涉及一种半导体器件。该半导体器件包括第一半导体层、隔离连接层和第二半导体层的层堆叠。隔离连接层介于第一半导体层和第二半导体层之间。此外，该半导体器件包括位于该层堆叠的边缘处的再结晶导电层，该再结晶导电层连接第一半导体层和第二半导体层。该再结晶导电层至少从第一半导体层的熔化材料获得。另外，它可以包括来自第二半导体层的再结晶材料。

20、根据本发明的实施例的半导体器件的优点在于，提供了来自第一半导体层和第二半导体层(例如衬底)的接触，因为这提高了半导体器件的稳定性。

21、根据本发明的实施例的半导体器件的优点在于，与其中两层之间的电接触只能通过光刻掩模来获得的器件相比，可以以降低的成本获得再结晶导电层。

22、在本发明的实施例中，第一半导体层是硅层，隔离连接层是氧化硅层，第二半导体层是体硅层。

23、在本发明的实施例中，该器件是传感器，其中第一半导体层形成传感器的膜。传感器例如可以是压力传感器。本发明的实施例的优点在于，通过电连接第一半导体层和第二半导体层，减少了传感器的漂移。

24、在本发明的实施例中，该器件包括在第一半导体层中的cmos或bicmos电路。

25、在所附独立权利要求和从属权利要求中阐述了本发明的特定和优选方面。来自从属权利要求的特征可以与独立权利要求的特征以及与其他从属权利要求的特征适当地结合，而不仅仅是如在权利要求中明确阐述的那样。

26、本发明的这些方面和其他方面将通过参考以下描述的(多个)实施例变得显而易见并且得以阐明。