[发明专利]半导体器件和用于形成半导体器件的方法

说明书

技术领域

实施例涉及半导体器件结构，并且尤其涉及半导体器件和用于形成半导体器件的方法。

背景技术

在半导体器件中形成贯穿硅通孔(TSV)可能由于来自蚀刻沟槽和用填充材料填充沟槽的机械应力而具有挑战性。另外，如果热膨胀系数(CTE)不同于衬底材料，则热应力可能显著降低半导体器件的可靠性。应力和热膨胀可能限制半导体器件的生产中的设计和工艺集成选择。另外，填充材料中的空隙、电迁移以及降低的导电性也可能引起半导体器件性能的降低。另外，形成TSV的成本可能是高的。

发明内容

一些实施例涉及一种用于形成半导体器件的方法。该方法包括形成绝缘沟槽结构，绝缘沟槽结构包括从半导体衬底的表面延伸到半导体衬底中的绝缘材料。绝缘沟槽结构横向围绕半导体衬底的部分。该方法还包括修改半导体衬底的横向围绕部分以形成包括合金材料的垂直导电结构。合金材料是半导体衬底材料和至少一种金属的合金。

一些实施例涉及一种半导体器件。该半导体器件包括从半导体衬底的第一表面延伸到半导体衬底的第二表面的垂直导电结构。垂直导电结构包括半导体衬底的半导体衬底材料和金属的合金材料。半导体衬底材料的原子百分比含量大于合金材料的30％。

附图说明

在下面将仅作为示例并参考附图描述设备和/或方法的一些实施例，在附图中：

图1A示出用于形成半导体器件的方法的流程图；

图1B示出金-硅相图；

图2A-2H示出用于形成半导体器件的方法的示意图；

图3示出用于形成半导体器件的方法的示意图，该方法包括在同一沉积工艺期间形成掩膜结构和绝缘沟槽结构的绝缘材料；

图4A-4B示出用于形成半导体器件的方法的示意图，该方法包括形成半导体材料层以及修改半导体材料层；

图5A-5B示出用于形成半导体器件的方法的示意图，该方法包括形成第二垂直导电结构；

图6A-6B示出用于形成半导体器件的方法的示意图，该方法包括形成多个垂直导电结构；以及

图7示出半导体器件的示意图。

具体实施方式

现在将参考其中图示了一些示例实施例的附图更全面地描述各种示例实施例。在附图中，为了清楚起见，线、层和/或区域的厚度可能被放大。

因此，虽然示例实施例能够具有各种修改和替换形式，但是其实施例在附图中作为示例示出并且将在本文中进行详细描述。然而，应当理解的是，没有意图将示例实施例限制为公开的特定形式，而是相反地，示例实施例要覆盖落在本公开范围内的所有修改、等价方案和替换方案。遍及附图的描述，相同的标记指代相同或相似的元件。

将理解的是，当元件被称为“连接”或“耦合”到另一个元件时，它可以直接连接或耦合到其他元件或可以存在中间元件。相比之下，当元件被称为“直接连接”或“直接耦合”到另一个元件时，不存在中间元件。用于描述元件之间的关系的其他词语应当以相同的方式进行解释(例如，“在......之间”比对“直接在......之间”，“相邻”比对“直接相邻”等)。

本文中使用的术语仅是为了描述特定实施例的目的并不意图限制示例实施例。如本文中使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”也意图包括复数形式，除非上下文另外清楚指示。还将理解的是，术语“包括”和/或“包含”当被用在本文中时指定存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但是不排除存在或添加一个或多个其他的特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组。

除非另外定义，否则本文中使用的所有术语(包括技术和科技术语)具有与示例实施例所属的领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。还将理解的是，术语(例如在通常使用的字典中定义的术语)应当被解释为具有与其在相关领域的上下文中的含义一致的含义。然而，如果本公开给予术语偏离本领域普通技术人员通常理解的含义的特定含义，则要在本文中给出该定义的特定上下文中考虑到该含义。

图1A示出用于形成半导体器件的方法100的流程图。

方法100包括形成110绝缘沟槽结构，绝缘沟槽结构包括从半导体衬底的表面延伸到半导体衬底中的绝缘材料。绝缘沟槽结构横向围绕半导体衬底的部分。

方法100还包括修改120半导体衬底的横向围绕部分以形成包括合金材料的垂直导电结构。合金材料是半导体衬底材料和至少一种金属的合金。