[发明专利]通过形成牺牲结构而提供半导体结构的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术，特别涉及半导体制造技术。

背景技术

微电子学领域中的许多应用需要将半导体衬底向下结构化到衬底的深部区域。这些应用的例子可以在功率电子器件（高电压部件）的领域、传感器装置的领域、微机电系统（MEMS）等等中找到。半导体衬底的深结构化有时被称为“3D集成”。在半导体衬底中产生腔和/或槽（recess）典型地需要，从衬底的主表面中的一个蚀刻衬底，或者在半导体衬底的主表面上淀积新物质并且同时掩蔽未来的腔或槽的部位或位置。特别是当借助于蚀刻工艺获得腔时，腔的尺寸受到蚀刻工艺所施加的约束。例如，所谓的“深沟”蚀刻工艺服从在待蚀刻的沟的宽度和该沟的深度之间的相对固定的关系。在将在衬底内获得闭合腔或部分闭合腔的情况下，由于无法以满意的方式利用常规的半导体制造技术进行闭合的大尺寸的腔，产生用于闭合腔的覆盖层典型地需要粗放式制造方法。

压力传感器的制造将以代表性的方式说明需要半导体衬底的类似3D结构化的所有类型的应用所遇到的问题。压力传感器典型性地被用来测量液体或气体（例如空气）的压力。压力传感器典型地提供基于压力传感器所感测到的压力而变化的输出信号。一种类型的压力传感器包括耦合到或结合到诸如专用集成电路（ASIC）之类的传感器表面的独立压力传感器。该类型的压力传感器是制造昂贵的。将该类型的压力传感器连接到传感器电路也是昂贵的。另一种类型的压力传感器是在生产线后段（BEOL）工艺期间与诸如ASIC之类的传感器电路集成的压力膜盒（capsule）（例如多晶硅板）。该类型的压力传感器也是生产昂贵的，因为制造该压力传感器需要几个附加的掩模层次。

通过3D集成来制造的半导体结构常常需要半导体结构的不同部分之间的电绝缘。这需要产生或提供半导体衬底内的可能为深的绝缘区域，从而使得诸如掺杂之类的常规表面定向方法不适合。

发明内容

本发明的一个实施例提出一种用于提供半导体结构的方法，所述方法包括通过从衬底的第一主表面蚀刻多个沟而形成牺牲结构。所述方法还包括：利用覆盖材料覆盖在所述第一主表面的所述多个沟以限定所述衬底内的腔；从与所述第一主表面相对的第二主表面去除所述衬底的一部分达到所述多个沟存在的深度；以及从所述衬底的所述第二主表面蚀刻掉所述牺牲结构。

附图说明

附图被包括以提供对实施例的进一步理解，以及附图被结合在本说明书中并且构成本说明书的一部分。附图示出实施例，并且与描述一起用来解释实施例的原理。其他实施例以及实施例的许多预期优点将容易被认识到，因为通过参考以下详细描述，它们将变得更好理解。附图的元素不一定相对于彼此按比例。相似的附图标记表示对应的类似部分。

图1A至1D示出半导体结构的制造工艺的一个实施例的各种阶段。

图2A至2F示出半导体结构的制造工艺的另一个实施例的各种阶段。

图3A示出在多个沟已在第一主表面被蚀刻的制造工艺的阶段期间半导体结构的部分透视顶视图。

图3B示出在牺牲结构已被去除的制造工艺的阶段期间半导体结构的部分透视底视图。

图4A和4B示出通过腔的横截面和腔内的内部结构的两个变型。

图5示出内部结构的变型的透视图。

图6A至6D示出淀积工艺的各种阶段和随后的半导体衬底的蚀刻。

图7A至7F示出用于电绝缘当前由发明人的雇主使用的压力敏感结构的工序。

图8示出使用半导体结构实施的传感器结构。

图9显示通过具有带锥形横截面的腔的衬底的横截面。

图10显示通过具有腔和腔之间的锥形薄片（lamellae）的半导体结构的横截面。

图11显示通过半导体衬底的横截面以示出第一腔和第二腔的尺寸的关系。

图12示出带有埋入腔和相邻开口腔的半导体衬底的顶视图。

图13示出包括至腔内的内部结构的电连接的半导体结构的透视横截面。

图14显示在用于获得单一半导体结构的分割（singulation）工艺之前包括几个半导体结构的半导体晶片的一部分。

具体实施方式