[发明专利]半导体结构形成

权利要求书

1.一种用于形成半导体结构的设备，其包含：

结构材料(105)，所述结构材料(105)用于半导体装置，所述结构材料(105)包含：

原硅酸盐衍生的低聚物(103、211)，所述原硅酸盐衍生的低聚物(103、211)具有数个氧(O)原子(104、217)，所述数个氧(O)原子各自化学键合至对应数量的硅(Si)原子中的一个；以及

化学键，所述化学键在来自元素周期表第13族的元素与所述原硅酸盐衍生的低聚物(103、211)的所述数个O原子(104、217)之间形成；

其中化学键交联所述原硅酸盐衍生的低聚物(103、211)的链(102)以相对于在没有所述化学键交联所述链(102)的情况下形成的所述结构材料(105)增加所述结构材料的机械强度。

2.根据权利要求1所述的设备，其中来自第13族的所述元素是所述元素的单个原子。

3.根据权利要求1所述的设备，其中所述原硅酸盐衍生的低聚物是除所述O原子之外还具有键合到氢(H)原子和/或金属原子上的所述Si原子的无机低聚物。

4.根据权利要求1所述的设备，其中所述原硅酸盐衍生的低聚物是除所述O原子之外还具有键合到碳(C)原子上的所述Si原子的有机低聚物。

5.根据权利要求1所述的设备，其中所述原硅酸盐衍生的低聚物是基于倍半硅氧烷的有机低聚物，其除所述O原子之外还具有键合到烷基、芳基和/或烷氧基上的所述Si原子。

6.根据权利要求1或3至5中的任一项所述的设备，其中所述原硅酸盐衍生的低聚物是相对于二氧化硅(SiO₂)具有低介电常数(k)的旋涂电介质SOD材料。

7.根据权利要求1或3至5中的任一项所述的设备，其中：

所述原硅酸盐衍生的低聚物是与含Si衬底结合使用的金属前电介质PMD材料；

所述化学键交联所述PMD材料的链以降低所述PMD材料表面的孔隙率；以及

降低的孔隙率促进了PMD材料阻挡层的形成，所述PMD材料阻挡层在所述半导体装置的加工期间使所述含Si衬底与金属污染物隔离。

8.根据权利要求1所述的设备，其中在所述元素和所述数个O原子之间形成的所述化学键是通过用所述元素取代来自所述原硅酸盐衍生的低聚物的两个链(102)中的每一个的羟基(-OH)基团(212)的氢(H)原子而形成的共价键。

9.根据权利要求1或3至5中的任一项所述的设备，其中：

所述原硅酸盐衍生的低聚物使用基于倍半硅氧烷的有机低聚物形成以被用作旋涂电介质SOD材料；以及

所述化学键交联将所述结构材料的所述机械强度从基于杨氏模量的4千兆帕斯卡GPa到9Gpa的范围增加到20到60GPa的范围，使得所述机械强度增加至少五倍。

10.根据权利要求1至2中的任一项所述的设备，其中来自第13族的所述元素是衍生自B氢氧化物(B(OH)₃)(214)的硼(B)，所述硼(B)化学交联所述原硅酸盐衍生的低聚物的两个链(102)中的每一个的羟基(-OH)基团(212)。

11.根据权利要求1至2中的任一项所述的设备，其中来自第13族的所述元素选自铝(Al)、镓(Ga)、铟(In)和铊(Tl)中的至少一种，所述铝(Al)、镓(Ga)、铟(In)和铊(Tl)衍生自化学交联所述原硅酸盐衍生的低聚物的两个链(102)中的每一个的羟基(-OH)基团(212)的相应的氢氧化物。