CN110571357B - 半导体器件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种半导体器件的制造方法，先在第一电极的侧壁上形成上窄下宽的侧墙，由此可以利用侧墙的外侧壁进行缓冲，为后续电极间介质层的覆盖提供了相对平坦的工艺表面，由此可以防止后续形成的电极间介质层和第二电极因第一电极的相对台阶高度而破裂的问题，避免产品缺陷，提高产品合格率。进一步的，所述侧墙的材质为有机化合物和/或非晶碳，在刻蚀覆盖的有机化合物和/或非晶碳而形成侧墙的过程中，可以有利于第一电极的顶部上的脱膜，而且不会对第一电极的顶部表面造成损坏，保证了产品性能。本发明还提供一种半导体器件，采用本发明的半导体器件的制造方法形成。

Description

半导体器件及其制造方法

技术领域

本发明涉及集成电路制造技术领域，尤其涉及一种半导体器件及其制造方法。

背景技术

在一些半导体器件的制造过程中，需要先在晶圆基底上制造集成电路，所述集成电路包含驱动晶体管和/或开关晶体管等的电子元件以及将这些电子元件通过多层金属互连工艺与上层的功能元件电连接的多层金属互连结构，且一些半导体器件的多层金属互连结构中的最顶层互连金属(TOP metal TM)需要被构图(即图案化刻蚀)以用作上层的功能元件的一个电极，然后在所述集成电路芯片上制造所述上层的功能元件。然而，当直接在所述集成电路上制造上层的功能元件时容易出现产品缺陷，影响了产品的合格率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半导体器件及其制造方法，能够降低第一电极的相对台阶高度，避免第一电极上方的材料破裂，提供产品合格率。

为了实现上述目的，本发明提供一种半导体器件的制造方法，包括以下步骤：

提供一具有层间介质层的衬底，所述层间介质层的表面上形成有第一电极，在所述第一电极的一侧的所述层间介质层中形成有焊盘开口；

在所述第一电极的侧壁形成侧墙，所述侧墙是上窄下宽的结构；

在所述第一电极、侧墙以及层间介质层的表面上依次形成电极间介质层以及与所述第一电极相对应的第二电极。

可选的，提供所述衬底的步骤包括：

提供一基底，采用CMOS工艺在所述基底上形成至少一个晶体管；

采用多层金属互连工艺在所述基底和所述晶体管元件的表面上形成与所述晶体管电连接的多层金属互连结构，所述多层金属互连结构包括最顶层互连金属层、位于所述最顶层互连金属层之下的次顶层互连金属层、位于最顶层互连金属层与次顶层互连金属层之间的所述层间介质层以及位于所述层间介质层的电连接所述最顶层互连金属层与次顶层互连金属层的顶部导电插塞结构；

图案化所述最顶层互连金属层，以形成所述第一电极，并暴露出所述层间介质层的用于形成所述焊盘开口的区域表面；

刻蚀暴露出的所述层间介质层用于形成所述焊盘开口的区域表面，以形成所述焊盘开口，所述焊盘开口暴露出所述次顶层互连金属层的顶部。

可选的，所述电极间介质层包括有机发光层，所述侧墙的材料为有机化合物和/或非晶碳。

可选的，所述有机化合物包括聚酰亚胺、聚甲基丙烯酸、聚碳酸酯、聚二甲基硅氧烷、聚对二甲苯、聚四氟乙烯、聚对二甲苯、全氟癸羧酸、全氟辛基三氯硅烷、过氟奎基三氯硅烷、十八烷基三氯硅烷、二氯二甲基硅烷、氯代硅烷、氯氟硅烷、甲氧基硅烷、三氯硅烷、硅酮、聚苯乙烯、聚氨基甲酸酯和聚硅氮烷中的至少一种。

可选的，所述第一电极为阴极，所述第二电极为阳极，且所述第二电极的材料包括铟锡氧化物和铟锌氧化物中的一种。

可选的，所述侧墙的外侧壁的上部为圆滑的曲线段，下部为直立或者倾斜的直线段或者曲线段。

可选的，在所述第一电极、侧墙以及层间介质层的表面上依次形成电极间介质层以及第二电极的步骤包括：

在所述第一电极、侧墙以及层间介质层的表面上覆盖电极间介质层；

图案化所述电极间介质层，以暴露出所述焊盘开口；

在所述电极间介质层以及所述焊盘开口的表面上覆盖第二电极层；

图案化所述第二电极层，以形成暴露出所述焊盘开口的第二电极。

可选的，在图案化所述电极间介质层之后，进行表面清洗，以去除所述焊盘开口中剩余的侧墙材料层。

可选的，在所述第一电极、层间介质层和焊盘开口的表面上覆盖所述侧墙材料层在之前，先在所述焊盘开口中形成铝垫；或者，在形成所述第二电极之后，在所述焊盘开口中形成铝垫。

本发明还提供一种半导体器件，采用上述的半导体器件的制造方法形成，所述半导体器件包括：

一具有层间介质层的衬底，所述层间介质层的表面上形成有第一电极，在所述第一电极的一侧的所述层间介质层中形成有焊盘开口；

侧墙，覆盖在所述第一电极的侧壁上，所述侧墙是上窄下宽的结构；

电极间介质层，至少覆盖在所述第一电极和侧墙的表面上；

第二电极，形成在所述电极间介质层的表面上，并与所述第一电极相对应的。

可选的，所述衬底中形成有至少一个晶体管以及位于所述晶体管上方并电连接所述晶体管的多层金属互连结构；所述多层金属互连结构包括全部或部分用作所述第一电极的最顶层互连金属层、位于所述最顶层互连金属层之下的次顶层互连金属层、位于最顶层互连金属层与次顶层互连金属层之间的所述层间介质层以及位于所述层间介质层的电连接所述最顶层互连金属层与次顶层互连金属层的顶部导电插塞结构；所述第一电极为所述最顶层互连金属层，所述焊盘开口的底部暴露出所述次顶层互连金属层的顶部。

可选的，所述半导体器件为有机发光器件，所述电极间介质层包括有机发光层，所述侧墙的材料为有机化合物和/或非晶碳。

可选的，所述有机化合物包括聚酰亚胺、聚甲基丙烯酸、聚碳酸酯、聚二甲基硅氧烷、聚四氟乙烯、聚对二甲苯、全氟癸羧酸、全氟辛基三氯硅烷、过氟奎基三氯硅烷、十八烷基三氯硅烷、二氯二甲基硅烷、氯代硅烷、氯氟硅烷、甲氧基硅烷、三氯硅烷、硅酮、聚苯乙烯、聚氨基甲酸酯和聚硅氮烷中的至少一种。

可选的，所述侧墙的外侧壁的上部为圆滑的弧线段，下部为直立或者倾斜的直线段或者曲线段。

可选的，所述半导体器件为有机发光显示器件，所述第一电极为阴极，所述第二电极为阳极，且所述第二电极的材料包括铟锡氧化物和铟锌氧化物中的一种。

可选的，所述焊盘开口形成有铝垫。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：

1、本发明的半导体器件的制造方法，先在第一电极的侧壁上形成上窄下宽的侧墙，由此可以利用侧墙的外侧壁进行缓冲，为后续电极间介质层的覆盖提供了相对平坦的工艺表面，由此可以防止后续形成的电极间介质层和第二电极因第一电极的相对台阶高度而破裂的问题，避免产品缺陷，提高产品合格率。进一步的，所述侧墙的材质为有机化合物和/或非晶碳，在刻蚀覆盖的有机化合物和/或非晶碳而形成侧墙的过程中，可以有利于第一电极的顶部上的脱膜，而且不会对第一电极的顶部表面造成损坏，保证了产品性能。

2、本发明的半导体器件，采用本发明的半导体器件的制造方法形成，通过上窄下宽的侧墙降低了第一电极的相对台阶高度，避免了第一电极表面上的电极间介质层和第二电极的破裂，提高了产品性能。

附图说明

图1A是一种OLED显示器的制造方法流程图；

图1B是图1A所示的制造方法中的器件结构剖面示意图；

图2是本发明具体实施例的半导体器件的制造方法流程图；

图3A至图3E是图2所示的制造方法中的器件结构剖面示意图。

具体实施方式

正如背景技术中所述，在一些半导体器件的多层金属互连结构中的最顶层互连金属(TOP metal TM)需要被构图(即图案化刻蚀)以用作上层的功能元件的一个电极，当直接在所述集成电路上制造上层的功能元件时容易出现产品缺陷，影响了产品的合格率。下面以有机发光显示器(OLED，Organic Light Emitting Display)为例，来详细说明现有技术存在的问题。OLED显示器是一种利用有机半导体材料制成的、用直流电压驱动的薄膜发光器件，OLED显示器与传统的液晶显示器(LCD)不同，是自发光显示器件，无需背光灯，可以做得更轻更薄，在功耗方面具有优势，并且在彩色实现、响应速度、视角和对比度方面表现优异，可用于各种电子产品，如移动电话、PDA、便携式摄像机等。OLED显示器中的各个有机发光二极管包括阳极、阴极以及在阳极与阴极之间的有机化合物层，且各个有机发光二极管通常会以图案化的最顶层互连金属作为其阴极。请参考图1A和图1B，目前的OLED显示器的制造过程包括以下步骤：

S10，形成顶层导电插塞(top via)：首先，在晶圆基底100上依次制造集成电路芯片层101及与集成电路芯片层101电连接的次顶层互连金属102，所述集成电路芯片层101包括驱动晶体管(MOS)和/或开关晶体管在内的电子元件，以及位于所述电子元件和所述次顶层互连金属102之间的下方金属互连结构，所述下方金属互连结构将所述次顶层互连金属102与所述电子元件电连接；然后，在所述次顶层互连金属102表面上形成层间介质层103，并刻蚀所述层间介质层103(即top via etch)，以形成贯穿层间介质层103至所述次顶层互连金属102表面的通孔(via)；接着，在所述层间介质层103和所述通孔的表面上沉积钨(W)，直至沉积的钨填满所述通孔，之后对沉积的钨进行化学机械抛光，直至暴露出所述层间介质层103的表面，由此形成顶层导电插塞104。

S11，形成阴极(cathode)：首先，通过溅射等工艺在所述层间介质层103和顶层导电插塞104的表面上沉积最顶层互连金属层(cathode Dep)；然后，在所述最顶层互连金属层上形成具有阴极图案的光刻胶(cathode Pattern)，并以阴极图案的光刻胶为掩膜，采用干法刻蚀工艺刻蚀所述最顶层互连金属层(cathode Dry etch)，并进行少量的过刻蚀(over etch)，以使得所述最顶层互连金属层图案化而作为有机发光二极管的阴极105。

S12，形成焊盘开口(PAD formation)：刻蚀所述阴极一侧暴露出的层间介质层103，以在层间介质层103中形成焊盘开口，其中，阴极105所在区域可以称为像素区或称为显示区，而焊盘开口所在的区域可以称为非显示区或者焊盘区，之后可以在所述焊盘开口中形成铝垫106。

S13，形成有机发光二极管结构(OLED formations)：即在阴极105(即图案化的最顶层互连金属层)和所述层间介质层103的表面上依次形成有机化合物层和阳极层(未图示)，且所述有机化合物层和阳极层均暴露出所述焊盘106所在的区域(即非显示区)。

为了合理利用资源并提高生产效率，上述的OLED显示器的制造过程中的步骤S10至S12通常是OLED设计制造商交由晶圆代工厂(wafer foundry)来代工完成，且步骤S11中在过刻蚀最顶层互连金属层以形成阴极105时，会对其下方的层间介质层103进行一定的刻蚀，而产生台阶(step high)，从而使得阴极105相对变高(如图1B中标注的高度H)，使得后续制造有机二极管的工艺窗口的深宽比变大，工艺余量(process Margin)变小，当OLED设计制造商直接在层间介质层103和阴极105表面上覆盖有机化合物层时，相对变高的阴极105会造成有机化合物层的断裂，从而造成产品缺陷，降低了合格率。

基于此，本发明提供一种半导体器件及其制造方法，能够降低图案化的最顶层互连金属的相对台阶高度，避免图案化的最顶层互连金属上方的材料因台阶过高而破裂，提供产品合格率。

为使本发明的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明，然而，本发明可以用不同的形式实现，不应只是局限在所述的实施例。

请参考图2，本发明提供一种半导体器件的制造方法，包括以下步骤：

S21，提供一具有层间介质层的衬底，所述层间介质层的表面上形成有第一电极，在所述第一电极的一侧的所述层间介质层中形成有焊盘开口；

S22，在所述第一电极的侧壁形成侧墙，所述侧墙是上窄下宽的结构；

S23，在所述第一电极、侧墙以及层间介质层的表面上依次形成电极间介质层以及与所述第一电极相对应的第二电极。

请参考图3A，在步骤S21中，可以直接使用多层金属互连结构中的最顶层互连金属(TOP metal TM)作为层间介质层316的表面上的第一电极318，因此提供所述衬底的步骤可以具体包括以下过程：

首先，提供一基底300，所述基底300可以是本领域技术人员熟知的任何半导体晶圆材料，例如，硅、锗、锗硅、碳硅或砷化镓等，可以是体硅、体锗等体材料，可以是绝缘体上硅、绝缘体上锗、绝缘体上硅锗等绝缘体上半导体材料。可以采用CMOS工艺在所述基底300上形成至少一个晶体管，如图3A中的NMOS晶体管303a和PMOS晶体管303b，其中，所述CMOS工艺包括：通过浅沟槽隔离工艺等器件隔离工艺形成用于隔离相邻晶体管的场氧隔离结构301，通过P型离子的阱注入形成P阱(P-well)302a，通过N型离子的阱注入形成N阱(n-well)302b，通过多晶硅栅极工艺形成堆叠的栅氧及多晶硅栅极，通过侧墙工艺在堆叠的栅氧及多晶硅栅极的侧壁上形成侧墙，通过源漏极形成工艺形成源漏极。

然后，通过金属硅化物工艺在各个晶体管的源漏极以及多晶硅栅极的顶部形成用于降低接触电阻的金属硅化物，所述金属硅化物中的金属可以是钛、钴、镍、钨等，并在包含晶体管、金属硅化物和场氧隔离结构的基底300表面上沉积刻蚀停止层304，以保护晶体管在后续工艺中不受损伤，由此制得了包含至少一个晶体管的器件晶圆30。

接着，可以采用多层金属互连工艺，在所述器件晶圆30的表面上形成与各个晶体管电连接的多层金属互连结构31，具体地，先在器件晶圆30的表面上沉积一底层层间介质层310，并光刻和刻蚀所述层间介质层310形成暴露出相应的晶体管的源极金属硅化物、漏极金属硅化物和栅极金属硅物中的至少一个的接触孔(contact)，通过接触孔填充工艺以及化学机械抛光工艺(CMP)在所述接触孔中填充钨或铜等导电材料，而形成底部导电接触孔结构311；接着，可以通过铜互连工艺在底层层间介质层310和底部导电接触孔结构311的表面上依次形成包括导电插塞结构和互连金属层的各层金属互连结构，例如本实施例中的多层金属互连结构包括四层互连金属层，具体结构包括依次形成的第一层互连金属层M1(为铜材料)、金属间层间介质层312(可以为介电常数K小于4的低K介质)、导电插塞结构313(为铜材料)、第二层互连金属层M2(为铜材料)、金属间层间介质层314(可以为介电常数K小于4的低K介质)、导电插塞结构315(为铜材料)、次顶层互连金属层M3(为铜材料)、层间介质层316、顶部导电插塞结构317以及最顶层互连金属层TM(可以为铜、钛等材料)；其中，第一层互连金属层M1位于底层层间介质层310和底部导电接触孔结构311的表面上，且底部电接触底部导电接触孔结构311；金属间层间介质层312覆盖在第一层互连金属层M1、底层层间介质层310和底部导电接触孔结构311的表面上；导电插塞结构313位于金属间层间介质层312中，且底部电接触第一层互连金属层M1而顶部电接触第二层互连金属层M2的底部；第二层互连金属层M2位于金属间层间介质层312和导电插塞结构313的表面上；金属间层间介质层314覆盖在第二层互连金属层M2、导电插塞结构313以及金属间层间介质层312的表面上；导电插塞结构315位于金属间层间介质层314中，且底部电接触第二层互连金属层M2而顶部电接触次顶层互连金属层M3的底部；次顶层互连金属层M3位于金属间层间介质层314和导电插塞结构315的表面上；层间介质层316覆盖在次顶层互连金属层M3、导电插塞结构315以及金属间层间介质层314的表面上，层间介质层316的材料可以不同于金属间层间介质层312、314，是常用作钝化层的材料，例如氧化硅、氮化硅或氮氧化硅等；顶部导电插塞结构317位于层间介质层316中，且底部电接触次顶层互连金属层M3而顶部电接触最顶层互连金属层TM的底部；最顶层互连金属层318此时可以完全覆盖整个器件表面，完全未被图案化。

然后，可以对所述最顶层互连金属层TM进行相应的光刻和刻蚀，即图案化所述最顶层互连金属层TM，以使得剩余的最顶层互连金属层TM(即图案化的最顶层互连金属层TM)中的全部或者部分作为第一电极318，剩余的最顶层互连金属层TM还暴露出层间介质层316用于形成焊盘的区域表面，其中，在刻蚀所述最顶层互连金属层TM时可以进行一定的过刻蚀，即刻蚀去除一定厚度的层间介质层316，以保证最顶层互连金属层TM刻蚀到位，防止出现相邻两个第一电极318粘连而造成器件失效的问题。

之后，可以对暴露出层间介质层316用于形成焊盘开口的区域表面进行光刻和刻蚀，以形成焊盘开口319，该焊盘开口319的底部暴露出次顶层互连金属层M3的顶部。在形成焊盘开口319之后而在覆盖后续的侧墙材料层32之前，可以通过铝垫工艺在焊盘开口319中形成铝垫，也可以在形成第二电极之后，通过铝垫工艺在焊盘开口319中形成铝垫，如图3E中的35所示，焊盘开口319所在的区域可以是外围区(例如是显示器的非显示区)，第一电极318所在的区域为器件区(例如是显示器的显示区或者像素区)。

请参考图3B和图3C，在步骤S22中，首先，可以通过等离子增强型化学气相沉积、低压化学气相沉积、热丝化学气相沉积或真空涂覆的方法，在包含第一电极318的整个器件表面上形成一定厚度的侧墙材料层32。其中，所述侧墙材料层32优选为具有防粘性能的有机化合物和/或非晶碳，一方面，其可以与层间介质层316之间具有较强的粘附力，而与第一电极318以及焊盘开口319底部的次顶层互连金属M3之间具有相对较弱的粘附力，有利于后续焊盘开口319底部表面(即次顶层互连金属M3的表面)和第一电极318顶部表面上的脱膜，且在脱膜过程中不会损坏焊盘开口319底部表面和第一电极318的顶部表面；另一方面，剩余的侧墙材料层32还可以提高与后续的电极间介质层(特别当电极间介质层是有机发光层时)之间的粘附力，提高电极间介质层的覆盖性能。其中，所述具有防粘性能的有机化合物例如包括聚酰亚胺、聚甲基丙烯酸、聚碳酸酯、聚二甲基硅氧烷、聚四氟乙烯、聚对二甲苯、全氟癸羧酸、全氟辛基三氯硅烷、过氟奎基三氯硅烷、十八烷基三氯硅烷、二氯二甲基硅烷、氯代硅烷、氯氟硅烷、甲氧基硅烷、三氯硅烷、硅酮、聚苯乙烯、聚氨基甲酸酯和聚硅氮烷中的至少一种。在一实施例中，可以采用旋涂的方式，在第一电极318、焊盘开口319以及层间介质层316的表面上形成一定厚度的聚酰亚胺，来作为侧墙材料层32；在另一实施例中，可以采用真空涂覆的方式，在第一电极318、焊盘开口319以及层间介质层316的表面上涂覆全氟辛基三氯硅烷(CF₃(CF₂)₅(CH₂)₂SiCl₃)这种具有防粘性能的有机化合物，然后在100℃下烘烤一定时间，以形成一定厚度的致密的有机分子层来作为侧墙材料层32；在又一实施例中，可以采用气相沉积的方式在第一电极318、焊盘开口319以及层间介质层316的表面上形成一定厚度的非晶碳(α-C)。接着，可以根据侧墙材料层32的材质来选择合适工艺来去除多余的侧墙材料层32，以在第一电极318的侧壁上形成侧墙32a，例如当侧墙材料层32为感光材质的聚酰亚胺时，可以通过曝光显影等光刻工艺来去除其余地方的侧墙材料层32，而仅保留第一电极318的侧壁上一定厚度的侧墙材料层32，以在第一电极318的侧壁上形成侧墙32a；当侧墙材料层32为非晶碳或者其他不感光的有机化物时，可以采用干法刻蚀或、湿法刻蚀或者干法刻蚀结合湿法刻蚀等刻蚀工艺，来对侧墙材料层32进行刻蚀，以去除多余的侧墙材料层32，所述刻蚀工艺的参数设置只要能够保证第一电极318侧壁上能够形成足够厚度的侧墙32a即可，其中“足够厚度”的含义是侧墙32a可以起到足够的缓冲作用，相当于在第一电极318的侧壁搭上一个滑梯，能够保证后续的电极间介质层不会因其顶部和底部之间高度差过大而破裂即可。在采用干法刻蚀工艺时，刻蚀气体优选为氧等离子体，以避免第一电极318表面受到刻蚀损伤。同时，由于侧墙材料层的材质使其相对金属易于脱膜而相对层间介质层不易去除，因此，焊盘开口319底部上的侧墙材料层32在形成第一电极318的侧墙32a的过程中会被同步去除，而且焊盘开口319侧壁上会剩余有一定量的侧墙材料层而形成焊盘侧墙32b，其中焊盘侧墙32b可以在后续去除焊盘开口319中的电极间介质层时一并去除，或者在电极间介质层沉积之前进一步刻蚀去除，还或者在焊盘开口319中形成图3E中的铝垫35的过程中去除。其中，侧墙32a上窄下宽，其外侧壁的上部为圆滑的弧线段，下部为直立或者倾斜的直线段或者曲线段，所述曲线段可以是具有弯折的光滑的波浪形线段，也可以是类似“C”形或“l”型的弧线段，还可以是从顶部到底部依次错出的台阶结构等，所述曲线段或直线段可以在所述层间介质层316的表面上直立放置或者倾斜放置。侧墙32a相当于滑梯或者台阶，可以通过其外侧壁的缓冲，降低第一电极318的相对台阶高度，为后续的电极间介质层和第二电极的形成提供相对缓和、平坦的工艺表面，且不会带来不利影响。需要说明的时，在本发明的其他实施例中，若刻蚀侧墙材料层形成侧墙32a的程度相对较弱，则第一电极318底部和焊盘开口319顶部之间的层间介质层316的表面上可能会有部分侧墙材料层剩余(未图示)。

请参考图3D，在步骤S23中，可以直接在包含侧墙32a的整个器件表面上先覆盖电极间介质层，由于侧墙32a的缓冲，覆盖的电极间介质层的性能较好，不会出现断裂，然后，通过光刻和刻蚀工艺图案化所述电极间介质层，以形成位于后续第二电极和第一电极318之间的图案化的电极间介质层33，图案化的电极间介质层33暴露出所述焊盘开口319且覆盖所有第一电极318、侧墙32a以及相邻两第一电极318之间的被侧墙32a暴露出的层间介质层316的表面，且侧墙32a可以分散抵消图案化的电极间介质层33上因自身重力以及后续膜层下压的压力而产生的拉伸力，防止以形成的图案化的电极间介质层33在后续过程中出现断裂；然后进行器件的表面清洗，以去除所述焊盘开口319中侧壁上的焊盘侧墙32b(即剩余的侧墙材料层)以及第一电极318所在区域和焊盘开口319所在区域的交界处的未被图案化的电极间介质层33覆盖的可能剩余的侧墙材料层，从而暴露出所述交界处的层间介质层316的顶部表面；接着，在所述图案化的电极间介质层33、暴露出的层间介质层316以及所述焊盘开口319的表面上覆盖第二电极层；之后，通过光刻和刻蚀等工艺图案化所述第二电极层，以形成完全覆盖图案化的电极间介质层33并完全暴露出所述焊盘开口319的第二电极34。在本发明的其他实施例中，可以直接在包含侧墙32a的整个器件表面上依次覆盖电极间介质层和第二电极层，然后通过光刻和刻蚀等工艺对第二电极层和电极间介质层依次进行图案化，形成第二电极34以及位于所述第二电极34和第一电极318之间的图案化的电极间介质层33，此时，焊盘开口319所在区域没有电极间介质和第二电极层，图案化的电极间介质层33覆盖所有第一电极318的顶部、相邻两第一电极318之间的侧墙32a和层间介质层316的表面，之后进行表面清洗，以去除暴露出的焊盘开口319以及层间介质层316表面上的剩余的侧墙材料层，以用于引线和/或图3E中所示的铝垫35制造。在本发明的其他实施例中，还可以先在包含剩余的侧墙32a的器件表面上形成掩膜层，所述掩膜层遮挡所述焊盘开口(即焊盘开口所在的区域)，而具有暴露出所述第一电极318、相邻两第一电极318之间的区域及第一电极318的侧墙32a，然后通过气相沉积工艺或者喷墨工艺来在所述掩膜层及其开口的表面上依次形成电极间介质层33和第二电极层，然后通过化学机械抛光工艺去除多余的电极间介质层33和第二电极层，形成第二电极34以及位于所述第二电极34和第一电极318之间的图案化的电极间介质层33，图案化的电极间介质层33覆盖所有第一电极318的顶部、相邻两第一电极318之间的区域、侧墙32a及第一电极318所在区域与焊盘开口319所在区域的交界区域的表面，之后，在通过湿法腐蚀等工艺去除所述掩膜层，以暴露出所述焊盘开口319。其中，当制造的半导体器件为有机发光显示器件时，所述电极间介质层33为有机发光层，第一电极318为阴极，第二电极34为阳极，其材料可以包括铟锡氧化物和/或铟锌氧化物等透明电极材料，此时第二电极34形成在有机发光二极管的上层，所以从有机发光层发射的光向上发射，此时的有机发光显示器为顶部发射型OELD器件，顶部发射型OELD器件具有改善的孔径比。

其中，有机发光层的材料可以由高分子化合物或低分子化合物形成，且当由低分子化合物形成时，其可以使用气相沉积工艺来形成，当由高分子化合物形成时，其可以使用喷墨(inkjet)工序来形成。此外，有机发光层可以是多层叠层结构，例如由下至上依次包括空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、发光材料层(EML)、电子传输层(ETL)、电子注入层(EIL)以及缓冲层，空穴传输层(HTL)和电子传输层(ETL)用于提高发光效率，空穴注入层(HIL)和电子注入层(EIL)用于减小注入空穴和电子的能量势垒，缓冲层用于在沉积第二电极过程中防止空穴注入层被损坏，缓冲层可由铜酞菁(CuPC)和五氧化二钒(V₂O₅)之一形成。此外，空穴注入层(HIL)由CuPC和V₂O₅之一形成时，有机发光层可以省略缓冲层。

需要说明的是，本发明的半导体器件的制造方法，步骤S21可以由半导体器件设计制造商交给晶圆代工厂来代工完成，而步骤S22至S24可以由半导体器件设计制造商自己完成，由此合理利用社会资源，缩短产品周期，提高效率。

由上所述，本发明的半导体器件的制造方法，先在第一电极的侧壁上形成上窄下宽的侧墙，由此可以利用侧墙的外侧壁进行缓冲，为后续电极间介质层的覆盖提供了相对平坦的工艺表面，由此可以防止后续形成的电极间介质层和第二电极因第一电极的相对台阶高度而破裂的问题，避免产品缺陷，提高产品合格率。进一步的，所述侧墙的材质为有机化合物和/或非晶碳，在刻蚀覆盖的有机化合物和/或非晶碳而形成侧墙的过程中，可以有利于第一电极的顶部上的脱膜，而且不会对第一电极的顶部表面造成损坏，保证了产品性能。

请参考图3D，本发明还提供一种半导体器件，采用上述的半导体器件的制造方法形成，所述半导体器件包括：

一具有层间介质层316的衬底，所述层间介质层316的表面上形成有第一电极318，在所述第一电极318的一侧的所述层间介质层316中形成有焊盘开口319，所述焊盘开口319中可以形成有铝垫35；

侧墙32a，覆盖在所述第一电极318的侧壁上，所述侧墙32a是上窄下宽的结构；

电极间介质层33，覆盖在所述第一电极318和所述侧墙32a的表面上；

第二电极34，形成在所述电极间介质层33的表面上。

本实施例中，所述衬底中形成有至少一个晶体管(如图3E中的虚线圈303a、303b所示)以及位于所述晶体管上方并电连接所述晶体管的多层金属互连结构31；所述多层金属互连结构包括全部或部分用作所述第一电极318的最顶层互连金属层TM、位于最顶层互连金属层TM之下的次顶层互连金属层M3、位于最顶层互连金属层TM与次顶层互连金属层M3之间的所述层间介质层316以及位于所述层间介质层316的电连接所述最顶层互连金属层TM与次顶层互连金属层M3的顶部导电插塞结构317；所述焊盘开口319的底部暴露出所述次顶层互连金属层M3的顶部。

其中，所述半导体器件可以为有机发光器件，此时所述电极间介质层33包括有机发光层，所述侧墙32a的材料为具有防粘性能的有机化合物和/或非晶碳，例如所述有机化合物包括聚酰亚胺、聚甲基丙烯酸、聚碳酸酯、聚二甲基硅氧烷、聚四氟乙烯、聚对二甲苯、全氟癸羧酸、全氟辛基三氯硅烷、过氟奎基三氯硅烷、十八烷基三氯硅烷、二氯二甲基硅烷、氯代硅烷、氯氟硅烷、甲氧基硅烷、三氯硅烷、硅酮、聚苯乙烯、聚氨基甲酸酯和聚硅氮烷中的至少一种。当所述半导体器件为有机发光显示器件，所述第二电极34的材料可以是包括铟锡氧化物和/或铟锌氧化物的透明电极材料。

由上所述，本发明的半导体器件，采用本发明的半导体器件的制造方法形成，通过侧墙侧壁的缓冲作用降低了第一电极的相对台阶高度，为后续电极间介质层和第二电极的形成提供了相对缓和(或者说不再陡峭)的工艺表面，避免了第一电极表面上的电极间介质层和第二电极的破裂，提高了产品性能。

显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (14)

1.一种半导体器件的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供一具有层间介质层的衬底，所述衬底具有显示区和位于所述显示区外围的非显示区，在所述显示区的所述层间介质层的表面上形成有第一电极，在所述非显示区的所述层间介质层中形成有焊盘开口，所述焊盘开口的底部暴露出相应的金属层的顶部；

在所述第一电极的侧壁和所述焊盘开口的侧壁上均形成侧墙，所述侧墙是上窄下宽的结构，所述侧墙的材料为具有防粘性能的有机化合物和/或非晶碳，所述侧墙与所述层间介质层之间具有较强的粘附力，而与所述第一电极以及焊盘开口底部暴露的金属层之间具有相对较弱的粘附力，所述侧墙的外侧壁的上部为圆滑的弧线段；

在所述第一电极、侧墙以及层间介质层的表面上依次形成电极间介质层以及与所述第一电极相对应的第二电极，并去除所述焊盘开口中的侧墙，其中，所述电极间介质层暴露出所述焊盘开口并覆盖所述显示区的第一电极、侧墙以及层间介质层的表面，所述第二电极位于所述显示区中，所述电极间介质层包括有机发光层，且所述第一电极的侧壁上的侧墙的厚度及侧墙外侧壁的形状满足以下条件：能分散抵消所述电极间介质层上因自身重力以及包括第二电极在内的后续膜层下压的压力而产生的拉伸力。

2.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，提供所述衬底的步骤包括：

提供一基底，采用CMOS工艺在所述基底上形成至少一个晶体管；

采用多层金属互连工艺在所述基底和所述晶体管元件的表面上形成与所述晶体管电连接的多层金属互连结构，所述多层金属互连结构包括最顶层互连金属层、位于所述最顶层互连金属层之下的次顶层互连金属层、位于最顶层互连金属层与次顶层互连金属层之间的所述层间介质层以及位于所述层间介质层的电连接所述最顶层互连金属层与次顶层互连金属层的顶部导电插塞结构；

图案化所述最顶层互连金属层，以形成所述第一电极，并暴露出所述层间介质层的用于形成所述焊盘开口的区域表面；

刻蚀暴露出的所述层间介质层用于形成所述焊盘开口的区域表面，以形成所述焊盘开口，所述焊盘开口暴露出所述次顶层互连金属层的顶部。

3.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述有机化合物包括聚酰亚胺、聚甲基丙烯酸、聚碳酸酯、聚二甲基硅氧烷、聚四氟乙烯、聚对二甲苯、全氟癸羧酸、全氟辛基三氯硅烷、过氟奎基三氯硅烷、十八烷基三氯硅烷、二氯二甲基硅烷、氯代硅烷、氯氟硅烷、甲氧基硅烷、三氯硅烷、硅酮、聚苯乙烯、聚氨基甲酸酯和聚硅氮烷中的至少一种。

4.如权利要求1至3中任一项所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述第一电极为阴极，所述第二电极为阳极，且所述第二电极的材料包括铟锡氧化物和铟锌氧化物中的一种。

5.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述侧墙的外侧壁的上部为弧形线段，下部为直立或者倾斜的直线段或者曲线段。

6.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，形成图案化的电极间介质层以及第二电极的步骤包括：

在所述第一电极、侧墙以及层间介质层的表面上覆盖电极间介质层；

图案化所述电极间介质层，以暴露出所述焊盘开口；

在所述电极间介质层以及所述焊盘开口的表面上覆盖第二电极层；

图案化所述第二电极层，以形成暴露出所述焊盘开口的第二电极。

7.如权利要求6所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，在图案化所述电极间介质层之后，进行表面清洗，以去除所述焊盘开口中剩余的侧墙材料层。

8.如权利要求7所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，在所述第一电极、层间介质层和焊盘开口的表面上覆盖所述侧墙材料层之前，先在所述焊盘开口中形成铝垫；或者，在形成所述第二电极之后，在所述焊盘开口中形成铝垫。

9.一种半导体器件，其特征在于，采用权利要求1至8中任一项所述的半导体器件的制造方法形成，所述半导体器件包括：

一具有层间介质层的衬底，所述衬底具有显示区和位于所述显示区外围的非显示区，在所述显示区的层间介质层的表面上形成有第一电极，在所述非显示区的所述层间介质层中形成有焊盘开口，所述焊盘开口的底部暴露出相应的金属层的顶部；

侧墙，覆盖在所述第一电极的侧壁上，所述侧墙是上窄下宽的结构，且所述侧墙的材料为具有防粘性能的有机化合物和/或非晶碳，所述侧墙与所述层间介质层之间具有较强的粘附力，而与所述第一电极以及焊盘开口底部暴露的金属层之间具有相对较弱的粘附力，所述侧墙的外侧壁的上部为圆滑的弧线段；

电极间介质层，至少覆盖在所述显示区的第一电极和侧墙的表面上且所述电极间介质层包括有机发光层；

第二电极，形成在所述显示区的电极间介质层的表面上并与所述第一电极相对应；

其中，所述侧墙的厚度及其外侧壁的形状满足以下条件：能分散抵消所述电极间介质层上因自身重力以及包括第二电极在内的后续膜层下压的压力而产生的拉伸力。

10.如权利要求9所述的半导体器件，其特征在于，所述衬底中形成有至少一个晶体管以及位于所述晶体管上方并电连接所述晶体管的多层金属互连结构；所述多层金属互连结构包括全部或部分用作所述第一电极的最顶层互连金属层、位于所述最顶层互连金属层之下的次顶层互连金属层、位于最顶层互连金属层与次顶层互连金属层之间的所述层间介质层以及位于所述层间介质层的电连接所述最顶层互连金属层与次顶层互连金属层的顶部导电插塞结构；所述焊盘开口的底部暴露出所述次顶层互连金属层的顶部。

11.如权利要求9所述的半导体器件，其特征在于，所述有机化合物包括聚酰亚胺、聚甲基丙烯酸、聚碳酸酯、聚二甲基硅氧烷、聚四氟乙烯、聚对二甲苯、全氟癸羧酸、全氟辛基三氯硅烷、过氟奎基三氯硅烷、十八烷基三氯硅烷、二氯二甲基硅烷、氯代硅烷、氯氟硅烷、甲氧基硅烷、三氯硅烷、硅酮、聚苯乙烯、聚氨基甲酸酯和聚硅氮烷中的至少一种。

12.如权利要求9所述的半导体器件，其特征在于，所述侧墙的外侧壁的上部为圆滑的曲线段，下部为直立或者倾斜的直线段或者曲线段。

13.如权利要求9至12中任一项所述的半导体器件，其特征在于，所述半导体器件为有机发光显示器件，所述第一电极为阴极，所述第二电极为阳极，且所述第二电极的材料包括铟锡氧化物和铟锌氧化物中的一种。

14.如权利要求9所述的半导体器件，其特征在于，所述焊盘开口形成有铝垫。

Images