[发明专利]用于HAST改进的器件隔离设计规则

说明书

描述了在恶劣环境条件下、用于隔离半导体器件和提高器件可靠性的结构和方法。可以通过在围绕器件的半导体区中进行离子注入来形成隔离区。注入区可以延伸到晶圆的道路部中。钝化层可以沉积在注入区上方，并且比隔离区延伸到道路部中更远，以保护隔离区免受可能对隔离区产生不利影响的环境条件的影响。

技术领域

该技术涉及用于集成电路的器件隔离，并提高器件可靠性和抗潮湿环境的能力。

背景技术

在几种商业上适合的半导体中，氮化镓半导体材料因其理想的电子性能和光电性能而近年来受到了极大的关注。氮化镓(GaN)具有与可见光谱的蓝色波长区域对应的约3.4ev的宽直接带隙。基于氮化镓及其合金的发光二极管(LED)和激光二极管(LD)已经开发出来，并可在市场上买到。这些器件能发出可见光谱为从紫色到红色区域的范围的可见光。

由于其宽的带隙，氮化镓与更常见的半导体材料(诸如硅和砷化镓)相比更抗雪崩击穿且具有更高的固有场强。另外，氮化镓是宽带隙半导体，并且与诸如硅或砷化镓的其他半导体相比，它能够在更高的温度下保持其电性能。GaN还具有比硅更高的载流子饱和速度。此外，GaN具有纤锌矿晶体结构，是硬质材料，具有高导热性并且具有比其他传统半导体(诸如硅、锗和砷化镓)高得多的熔点。因此，GaN可用于高速、高压和大功率应用。例如，氮化镓材料对于制造用于射频(RF)通信、雷达和微波应用的半导体放大器是理想的。

尽管GaN对于许多应用是理想的半导体材料，但是它与传统的例如硅或砷化镓半导体晶圆相比生产成本更高。生产用于半导体器件制造的GaN的一种方法是：在由不同材料(例如硅、碳化硅或蓝宝石)制成的晶圆上外延过生长GaN层。尽管外延过生长能够降低包括器件级GaN或其他类型的半导体材料的半导体衬底的成本，但在生产可靠、长寿命器件(如晶体管、二极管和集成光电子器件)方面仍然可能存在挑战。

发明内容

描述了用于提高半导体器件可靠性的结构和方法。在一些实施例中，通过将离子注入到围绕器件的半导体区中来形成用于有源器件的隔离区。该注入可能损坏晶体结构并在器件周围形成电绝缘屏障。隔离区能够延伸到晶圆的“道路部”中，并在器件分割期间为器件提供一些保护。钝化层能够在隔离区上方延伸到道路部中比隔离区更远，使隔离区不暴露于环境条件，例如高度潮湿的环境，否则这可能对隔离区产生不利影响并危及器件可靠性。

一些实施例涉及一种半导体晶圆，该半导体晶圆包括：由第一材料形成的衬底，所述半导体晶圆上的、包括集成电路器件的第一器件区域，在所述第一器件区域与第二器件区域之间延伸的道路部，部分地或完全地围绕所述集成电路器件延伸的隔离区，以及一个或更多个钝化层，该一个或更多个钝化层在所述隔离区上方延伸到所述道路部中比所述隔离区延伸到所述道路部中更远。

一些实施例涉及一种半导体芯片，该半导体芯片包括：由第一材料形成的衬底；形成在所述半导体芯片上的集成电路器件；部分地或完全地围绕所述集成电路器件延伸的隔离区；以及一个或更多个钝化层，该一个或更多个钝化层在所述隔离区上方朝向所述半导体芯片的边缘延伸比所述隔离区朝向所述半导体芯片的边缘延伸更远。

一些实施例涉及一种形成集成电路器件的方法，该方法包括：在晶圆上的器件区域中形成集成电路器件，其中，所述器件区域由至少一条道路部界定；形成隔离区，所述隔离区部分地或完全地围绕所述集成电路器件，并以所述至少一条道路部的第一道路部为边界；以及形成至少一个钝化层，所述至少一个钝化层覆盖所述隔离区，并且比所述隔离区朝向所述第一道路部延伸得更远。

一些实施例涉及一种半导体晶圆，该半导体晶圆包括：由第一材料形成的衬底，所述半导体晶圆上的、包括集成电路器件的第一器件区域，在所述第一器件区域与第二器件区域之间延伸的道路部，在所述集成电路器件的至少一部分上方朝向所述道路部延伸的一个或更多个钝化层，以及隔离区，该隔离区部分地或完全地围绕所述第一器件区域延伸并且完全地位于由所述一个或更多个钝化层覆盖的区之外。