载体和用于处理载体的方法_4

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可以具有圆柱形形状或者可以是圆柱形结构,其中支撑结构108的内部部分108c (核心)可以至少部分地由衬垫结构108r围绕。如图2A中示出的,衬垫结构108r可以至少横向地围绕核心108c。类似地,支撑结构108可以包括具有多边形底面(例如三角形、正方形、六角形、八角形等)的棱柱(例如直棱柱)。
[0095]图2B在上半部分中图示了根据各种实施例的支撑结构108的顶视图,并且在下半部分中图示了支撑结构108的对应截面图,其中支撑结构108的核心108c可以由衬垫结构108r完全围绕。
[0096]参照图2A和图2B,支撑结构108的核心108c和/或支撑结构108的衬垫结构108r可以包括以下材料的组中的至少一种材料:电绝缘材料、电绝缘氧化物、氧化硅、氮化物、氮化硅、电绝缘金属氧化物、氧化铝、电绝缘金属氮化物、电绝缘氮氧化物、氮氧化硅、电绝缘金属氮氧化物、氮氧化铝等。
[0097]在如图2A中示出的、衬垫结构108r不完全覆盖或者不完全围绕支撑结构108的核心108c情况下,支撑结构108的核心108c可以包括电绝缘材料,使得支撑结构108可以使在被支撑结构108支撑的空心室104上方的载体100的第一区域102a电隔离。取决于支撑结构108的设计,支撑结构108的衬垫结构108r和核心108c可以包括电绝缘材料或者可以被配置为电绝缘的。
[0098]在如图2B中示出的、衬垫结构108r完全覆盖或者完全围绕支撑结构108的核心108c情况下,支撑结构108的核心108c可以不一定包括电绝缘材料。在这种情况下,可以提供衬垫结构108r使得支撑结构108可以使在被支撑结构108支撑的空心室104上方的载体100的第一区域102a电隔离。因此,衬垫结构108r可以包括电绝缘材料或者可以由电绝缘材料组成。在这种情况下,由于被电绝缘材料包围,核心108c可以包括半导体技术中可处理的任选材料,例如任何金属、金属氮化物、氧化物、半导体材料。说明性地,在这种情况下,核心108c可以提供支撑结构108的机械稳定性,并且衬垫结构108r可以使支撑结构108的核心108c电隔离。
[0099]根据各种实施例,如本文中图示的,支撑结构108可以包括多于一个或者多于两个的不同区域,因为可以存在以相似方式提供支撑结构108的各种可能性。
[0100]根据各种实施例,支撑结构108可以包括除围绕(提供)空心室104的材料之外的不同的材料。空心室104可以是例如硅中的空白空间,其中支撑结构108可以包括氧化硅。在空心室104和支撑结构108已经形成之后,空心室104的内侧壁可以例如被氧化或者部分氧化。在这种情况下,空心室104可以部分地填充有氧化物。进一步地,在如之前描述的沟槽结构106可以填充或部分填充有电绝缘材料的情况下,因为支撑结构108可以连接至沟槽结构106,空心室104也可以被部分填充。
[0101]图3示出了用于处理载体的方法300的示意性流程图,方法可以包括:在310中,在载体中形成一个或多个第一开口 ;在320中,用填充材料至少部分地填充一个或多个第一开口,以形成至少一个支撑结构;在330中,在载体中形成开口结构,开口结构至少部分地横向围绕支撑结构;以及在340中,执行退火工艺,以从开口结构形成空心室(腔)和覆盖空心室(腔)的帽区域,空心室(腔)和帽区域至少部分地横向围绕至少一个支撑结构,其中帽区域连接至至少一个支撑结构。
[0102]根据各种实施例,如本文中描述的或者例如类似于参照图1A至图1G、图2A和图2B描述的,在载体中形成一个或多个第一开口的工艺310以及用填充材料至少部分地填充一个或多个第一开口的工艺320可以提供至少一个支撑结构108。根据各种实施例,如本文中描述的或者例如类似于参照图1A至图1G、图2A和图2B描述的,在载体中形成开口结构的工艺330以及执行退火工艺的工艺340可以提供空心室104 (腔104)。
[0103]根据各种实施例,在载体中形成一个或多个第一开口可以包括执行载体的表面的图案化工艺(例如光刻工艺和蚀刻工艺)。进一步地,用填充材料至少部分地填充一个或多个第一开口可以包括构成层工艺。根据各种实施例,在载体中形成开口结构可以包括形成多个第二开口,其中在载体中形成开口结构可以包括图案化工艺。根据各种实施例,可以在单个图案化工艺中形成一个或多个第一开口以及开口结构(一个或多个第二开口)。进一步地,在执行退火工艺之前,可以用填充材料填充一个或多个第一开口。
[0104]图4A示出了在处理期间的载体100的截面图,例如已经在载体100中形成了一个或多个第一开口 402(示出了一个第一开口)之后。载体100可以是硅晶片、硅衬底或者包括硅的载体。第一开口( 一个或多个第一开口 402)可以具有在从约几十纳米到约几十微米的范围内的宽度402w,例如从约30nm到约5ym的范围内的宽度。进一步地,第一开口(一个或多个第一开口 402)可以具有在从约几十纳米到约几微米的范围内的深度402d,例如从约30nm到约50 μπι的范围内的深度。关于这点,第一开口( 一个或多个第一开口 402)可以具有在从约2到约20的范围内的纵横比(深度402d/宽度402w)。
[0105]根据各种实施例,第一开口( 一个或多个第一开口 402)可以是以下各项中的至少一种:第一凹部(一个或多个第一凹部402)、第一沟槽(一个或多个第一沟槽402)、第一孔洞(一个或多个第一孔洞402)。第一开口( 一个或多个第一开口 402)可以基本上竖直地延伸到载体100中,其中基本上竖直地可以包括约±10°的偏差。然而,第一开口( 一个或多个第一开口 402)可以在任何期望角度下倾斜地延伸到载体100中。由此,第一开口(一个或多个第一开口 402)可以延伸到载体中,到达限定的深度402d。
[0106]根据各种实施例,第一开口( 一个或多个第一开口 402)可以具有任何可处理的形状,例如棱柱、圆柱形等。根据各种实施例,第一开口( 一个或多个第一开口 402)的尺寸、形状和位置可以限定经由第一开口( 一个或多个第一开口 402)形成的支撑结构108的形状。因此,第一开口( 一个或多个第一开口 402)的尺寸、形状和位置可以适于提供如本文中描述的期望的支撑结构108。
[0107]图4B示出了在处理期间的载体100的截面图,例如在已经用填充材料408至少部分地填充第一开口( 一个或多个第一开口 402)之后。如已经针对支撑结构108描述的,填充材料408可以包括或者可以例如是电绝缘材料,例如电绝缘氧化物、氧化硅、氮化物、氮化硅、电绝缘金属氧化物、氧化铝、电绝缘金属氮化物、电绝缘氮氧化物、氮氧化硅、电绝缘金属氮氧化物、氮氧化铝等。备选地,可以用填充材料完全填充一个或多个第一开口 402。进一步地,如参照图2A和图2B描述的,可以用提供支撑结构108的不止一种材料填充一个或多个第一开口 402。
[0108]说明性地,填充材料408可以提供支撑结构108或者支撑结构108的一部分,使得支撑结构108在高温工艺期间可以是稳定的(例如在尺寸、形状和/或位置方面),例如在大于约800°C、或者例如大于约900°C、或者例如大于约1000°C、或者例如大于约1100°C的温度下的退火期间。
[0109]根据各种实施例,在可以用填充材料填充一个或多个第一开口 402之前,可以用提供如之前描述的衬垫结构108r的衬垫材料覆盖一个或多个第一开口 402的至少一个侧壁或者所有侧壁。
[0110]图4C示出了在处理期间的载体100的截面图,例如在已经形成了开口结构404 ( 一个或多个第二开口 404)之后。可以形成开口结构404使得在开口结构404的退火已被执行之后可以形成空心室104。说明性地,开口结构404可以是用于形成空心室104的venetia工艺的源结构。开口结构404可以包括以下各项中的至少一项的布置:凹部、孔洞、沟槽、腔等(比照图6A和图6B)。
[0111]根据各种实施例,开口结构404可以横向地围绕第一开口 402或者一个或多个第一开口 402。开口结构404的第二开口的深度404d可以小于第一开口 402的深度402d。
[0112]如图4D的载体100的SEM图像的顶视图(左边)和透视图(右边)中图示的,支撑结构108、408可以形成在开口结构404内。可以存在各种修改,以用于提供开口结构404并且用于在开口结构404内提供支撑结构108。
[0113]图4E示出了在处理期间的载体100的截面图,例如在退火已被执行之后(比照图6B)。开口结构404的退火可以形成空心室104(venetia工艺)。如已经描述的,因为初始开口结构404可以被提供为横向地围绕填充的第一开口 402,所以在退火期间形成的空心室104可以横向地围绕支撑结构108。在退火之后,取决于开口结构404的第二开口的深度404d以及第一开口的填充,支撑结构108可以从载体100的表面102s伸出或者不伸出。在退火期间,可以形成SON结构(例如由于开口结构404的材料的扩散和/或迀移),从而提供腔104 (空心室104)以及覆盖腔104的帽区域102a (载体100的第一区域102a),腔104和帽区域102a至少部分地横向围绕支撑结构108,其中帽区域102a连接至支撑结构。说明性地,在其形成期间(例如在退火期间)并且在帽区域102a已被形成之后,经由支撑结构108帽区域102a可以被稳定;以及,假如在退火期间支撑结构108不提供稳定结构,空心室104会在退火期间例如坍塌。说明性地,在开口结构内提供支撑结构108可以允许使用venetia工艺在载体100内形成具有较大横向延伸的空心室104。
[0114]根据各种实施例,在退火期间可以形成载体100的表面102s。进一步地,如图4F的截面图中示出的,帽区域102a(载体100的第一区域102a)可以被扩大,例如用附加的材料层402,例如外延硅层进行覆盖。根据各种实施例,帽区域102a以及形成在帽区域102a之上的附加材料层402可以提供如已经描述的在空心室104上方的载体100的第一区域102a。在帽区域102a之上形成附加材料层402可以提供新的载体100的表面102s。
[0115]取决于空心室104的形成情况,在帽区域102a之上形成附加材料层402可以是可选的。
[0116]如图4G的载体100的SEM图像的透视图(左边)和截面图(右边)中图示的,一个或多个支撑结构108可以被设置在空心室104 (腔104)内。空心室104可以横向地延伸在载体100的表面之下(与表面间隔开),由此提供悬空硅结构102a。
[0117]对用于处理载体的方法的各种修改和/或配置在以下内容中进行描述,其中可以类似地包括已经参照图4A至图4G描述的特征和/或功能。进一步地,在以下内容中描述的特征和/或功能可以被包括在如之前参照图4A至图4G描述的用于处理载体的方法中。
[0118]在图5A和图5B中,用于处理载体的方法的示意性工艺流程被图示在截面图(左边)和顶视图(右边)中。编号可以说明可能的处理顺序。
[0119]首先,在510中,可以在载体100内形成第一开口 402。第一开口 402可以被蚀刻到载体100中(例如通过在载体100之上形成图案化掩模层并且部分地蚀刻载体,由此形成第一开口 402)。随后,在520中,可以在载体100之上形成衬垫层408r (提供支撑结构108的衬垫结构108r),从而覆盖至少第一开口 402的内侧壁。可以通过应用共形沉积工艺形成衬垫层。在衬垫层408r已经形成之后,可以在载体之上形成核心材料层408c,从而覆盖衬垫层408r (提供支撑结构108的核心108c)。在衬垫层由电绝缘材料组成的情况下,核心材料可以包括多晶硅。
[0120]随后,在530中,可以部分移除核心材料层408c和衬垫层408r,从而暴露载体100的上表面102s。然后,可以用衬垫材料覆盖第一开口中剩余的核心材料,例如以用衬垫结构108r完全围绕支撑结构108的核心108c。根据各种实施例,载体100可以经受一个或多个CMP工艺,以用于部分移除衬垫层和核心材料。
[0121]根据各种实施例,在工艺510、520和530已被执行之后,作为结果在载体100内可以获得支撑结构108。
[0122]其次,如图5B中示出的,在540中,可以在载体中、紧挨着并且横向地围绕支撑结构108来形成开口结构404 (venetia沟槽布置)。如顶视图中示出的,开口结构404可以包括以六方晶格布置的多个(例如棱柱形的)孔洞。根据各种实施例,如已经描述的,可以通过应用图案化工艺形成开口结构404。备选地,针对venetia工艺,开口结构的其它设计可以是可能的。
[0123]可以在与第一开口 402同一图案化工艺中形成开口结构404。在这种情况下,可以在填充第一开口 402的同时,覆盖开口结构404。在这种情况下,第一开口 402可以是开口结构404的多个开口中的开口。
[0124]随后,在550中,可以执行退火工艺,其中开口结构404可以在含氢气氛中经受热处理。由此,通过开口结构404形成空心室104,即所谓的腔或隐埋腔。形成空心室104可以导致在空心室104上方形成帽区域102a(载体100的第一区域102a),其中帽区域102a可以由支撑结构108支撑(承载、保持)。
[0125]随后,在560中,例如使用LPCVD或ALD,可以在帽区域102a之上形成外延生长的硅层402。由此,在空心室104之上的硅区域102a可以扩大至期望的厚度。
[0126]在工艺510至560已被执行之后,如之前描述的,可以提供载体100。载体100的表面102s可以是准备在半导体技术中进一步处理的硅表面。可选地,载体100可以准备好供进一步处理(例如以用于在帽区域102a之上和/或帽区域102a中形成电子电路)。
[0127]根据各种实施例,在以下图6A和图6B中,可以提供和/或图示针对在载体100中形成空心室104的工艺的细节。该工艺可以被用于在载体中形成使帽区域102a与载体100分离(例如使第一区域102a与载体100的第二区域102b分离)的空心室104。
[0128]根据各种实施例,在载体100内形成空心室104可以包括:在载体100中形成开口结构604,开口结构604可以包括一个或多个第二开口 604t,一个或多个第二开口 604t各自从载体100的表面102s延伸;以及执行退火工艺,使得通过开口结构604在载体100中形成空心
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