TWI794113B - Semiconductor device having air cavity - Google Patents
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本申請案主張美國第17/715,215及17/715,272號專利申請案之優先權(即優先權日為「2022年4月7日」),其內容以全文引用之方式併入本文中。This application claims priority to US Patent Application Nos. 17/715,215 and 17/715,272 (ie, the priority date is "April 7, 2022"), the contents of which are incorporated herein by reference in their entirety.
本揭露關於一種半導體元件。特別是有關於一種具有一氣腔的半導體元件。The present disclosure relates to a semiconductor device. In particular, it concerns a semiconductor component with an air cavity.
隨著電子產業的快速發展,半導體元件的發展已達到高效能以及小型化。當例如半導體元件的尺寸縮小時,在半導體元件內的寄生電容對操作效能是十分重要的。為了解決這個問題,可以縮短多個金屬佈線以減少寄生電容。With the rapid development of the electronic industry, the development of semiconductor components has achieved high performance and miniaturization. As, for example, the size of semiconductor devices shrinks, parasitic capacitances within semiconductor devices are very important to operational performance. To solve this problem, multiple metal traces can be shortened to reduce parasitic capacitance.
然而,雖然可減少寄生電容,但該等金屬佈線的變化可能會對半導體元件的操作效能產生不利影響。However, although the parasitic capacitance can be reduced, such changes in the metal wiring may adversely affect the operating performance of the semiconductor device.
上文之「先前技術」說明僅提供背景技術,並未承認上文之「先前技術」說明揭示本揭露之標的,不構成本揭露之先前技術,且上文之「先前技術」之任何說明均不應作為本案之任一部分。The above "prior art" description only provides background technology, and does not acknowledge that the above "prior art" description discloses the subject of this disclosure, and does not constitute the prior art of this disclosure, and any description of the above "prior art" is It should not be part of this case.
本揭露之一實施例提供一種半導體元件。該半導體元件包括一基底、一第一圖案化導電層、一第一介電層以及一第二圖案化導電層。該第一圖案化導電層設置在該基底上。該第一介電層設置在該第一圖案化導電層上。該第二圖案化導電層設置在該第一介電層上。該該半導體元件在該第一圖案化導電層與該第二圖案化導電層之間具有一氣腔。An embodiment of the present disclosure provides a semiconductor device. The semiconductor element includes a base, a first patterned conductive layer, a first dielectric layer and a second patterned conductive layer. The first patterned conductive layer is disposed on the base. The first dielectric layer is disposed on the first patterned conductive layer. The second patterned conductive layer is disposed on the first dielectric layer. The semiconductor element has an air cavity between the first patterned conductive layer and the second patterned conductive layer.
本揭露之另一實施例提供一種半導體元件。該半導體元件包括一互連結構、一第一介電層以及一重分布層(RDL)。該互連結構包括一上圖案化導電層。該第一介電層設置在該上圖案化導電層上。該重分布層設置在該第一介電層上。該半導體元件在該重分布層與該互連結構之間具有一氣腔。Another embodiment of the present disclosure provides a semiconductor device. The semiconductor device includes an interconnection structure, a first dielectric layer and a redistribution layer (RDL). The interconnect structure includes an upper patterned conductive layer. The first dielectric layer is disposed on the upper patterned conductive layer. The redistribution layer is disposed on the first dielectric layer. The semiconductor device has an air cavity between the redistribution layer and the interconnect structure.
本揭露之再另一實施例提供一種半導體元件的製備方法。該製備方法包括提供一互連結構。該製備方法亦包括形成一第一介電層在該互連結構上。該製備方法還包括形成一犧牲圖案在該第一介電層上。該製備方法亦包括形成一重分布層在該第一介電層與該犧牲圖案上。該製備方法還包括移除該犧牲圖案以形成一氣腔在該重分布層內。Yet another embodiment of the present disclosure provides a method for manufacturing a semiconductor device. The fabrication method includes providing an interconnection structure. The fabrication method also includes forming a first dielectric layer on the interconnection structure. The manufacturing method also includes forming a sacrificial pattern on the first dielectric layer. The manufacturing method also includes forming a redistribution layer on the first dielectric layer and the sacrificial pattern. The manufacturing method further includes removing the sacrificial pattern to form an air cavity in the redistribution layer.
在該半導體元件中,由於該氣腔的設計,可以顯著地降低由該互連結構、該介電層以及該圖案化導電層(或RDL)所產生的寄生電容,也因此改善半導體元件的工作效能。In the semiconductor element, due to the design of the air cavity, the parasitic capacitance generated by the interconnection structure, the dielectric layer and the patterned conductive layer (or RDL) can be significantly reduced, thereby improving the operation of the semiconductor element efficacy.
上文已相當廣泛地概述本揭露之技術特徵及優點,俾使下文之本揭露詳細描述得以獲得較佳瞭解。構成本揭露之申請專利範圍標的之其它技術特徵及優點將描述於下文。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者應瞭解,可相當容易地利用下文揭示之概念與特定實施例可作為修改或設計其它結構或製程而實現與本揭露相同之目的。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者亦應瞭解,這類等效建構無法脫離後附之申請專利範圍所界定之本揭露的精神和範圍。The technical features and advantages of the present disclosure have been broadly summarized above, so that the following detailed description of the present disclosure can be better understood. Other technical features and advantages constituting the subject matter of the claims of the present disclosure will be described below. Those skilled in the art of the present disclosure should understand that the concepts and specific embodiments disclosed below can be easily used to modify or design other structures or processes to achieve the same purpose as the present disclosure. Those with ordinary knowledge in the technical field to which the disclosure belongs should also understand that such equivalent constructions cannot depart from the spirit and scope of the disclosure defined by the appended claims.
現在使用特定語言描述附圖中所示之本揭露的實施例或例子。應當理解,本揭露的範圍無意由此受到限制。所描述之實施例的任何修改或改良,以及本文件中描述之原理的任何進一步應用,所屬技術領域中具有通常知識者都認為是通常會發生的。元件編號可以在整個實施例中重複,但這並不一定意味著一個實施例的特徵適用於另一實施例,即使它們共享相同的元件編號。Embodiments or examples of the present disclosure shown in the drawings will now be described using specific language. It should be understood that the scope of the present disclosure is not intended to be limited thereby. Any modification or improvement of the described embodiments, and any further application of the principles described in this document, would occur as would normally occur to one of ordinary skill in the art. Element numbers may be repeated throughout the embodiments, but this does not necessarily mean that features of one embodiment apply to another, even if they share the same element number.
應當理解,雖然用語「第一(first)」、「第二(second)」、「第三(third)」等可用於本文中以描述不同的元件、部件、區域、層及/或部分,但是這些元件、部件、區域、層及/或部分不應受這些用語所限制。這些用語僅用於從另一元件、部件、區域、層或部分中區分一個元件、部件、區域、層或部分。因此,以下所討論的「第一裝置(first element)」、「部件(component)」、「區域(region)」、「層(layer)」或「部分(section)」可以被稱為第二裝置、部件、區域、層或部分,而不背離本文所教示。It should be understood that although the terms "first", "second", "third" etc. may be used herein to describe various elements, components, regions, layers and/or sections, These elements, components, regions, layers and/or sections should not be limited by these terms. These terms are only used to distinguish one element, component, region, layer or section from another element, component, region, layer or section. Therefore, a "first element", "component", "region", "layer" or "section" discussed below may be referred to as a second device , component, region, layer or section without departing from the teachings herein.
本文中使用之術語僅是為了實現描述特定實施例之目的,而非意欲限制本發明。如本文中所使用,單數形式「一(a)」、「一(an)」,及「該(the)」意欲亦包括複數形式,除非上下文中另作明確指示。將進一步理解,當術語「包括(comprises)」及/或「包括(comprising)」用於本說明書中時,該等術語規定所陳述之特徵、整數、步驟、操作、元件,及/或組件之存在,但不排除存在或增添一或更多個其他特徵、整數、步驟、操作、元件、組件,及/或上述各者之群組。The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. As used herein, the singular forms "a", "an", and "the" are intended to include the plural forms as well, unless the context clearly dictates otherwise. It will be further understood that when the terms "comprises" and/or "comprising" are used in this specification, these terms specify the stated features, integers, steps, operations, elements, and/or components. Presence, but not excluding the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, and/or groups of the above.
圖1是剖視示意圖,例示本揭露一些實施例的半導體元件1。半導體元件1包括一基底10、一互連結構20、一介電層30、一圖案化導電層40、一氣腔50以及一接觸結構60。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating a
舉例來說,半導體基底10可包含矽、摻雜矽、矽鍺、絕緣體上覆矽、藍寶石上覆矽、絕緣體上覆矽鍺、碳化矽、鍺、砷化鎵、磷化鎵、磷化砷化鎵、磷化銦、磷化銦鎵或任何其他IV-IV族、III-V族或是I-VI族半導體材料。For example, the
在一些實施例中,半導體基底10可具有一或多個積體電路。積體電路可包括一或多個MOS元件、一或多個快閃記憶體胞或是其任意組合。在一些實施例中,基底10具有一表面101(亦表示成「一上表面」)。在一些實施例中,基底10包括多個導電墊110,該等導電墊110鄰近表面101設置。該等導電墊110可設置在基底10的表面101上。在一些實施例中,該等導電墊110用於將基底10的該等積體電路電性連接到互連結構20。舉例來說,該等導電墊110可包含銅、鎳、鈷、鋁、鎢或其任意組合。In some embodiments, the
互連結構20可設置或形成在基底10上。在一些實施例中,互連結構20包括一圖案化導電層210(亦表示成「一上圖案化導電層」)、一圖案化導電層220、導電通孔230與240以及一介電層250。在一些實施例中,圖案化導電層210與220以及導電通孔230與240形成在介電層250內或是嵌設在介電層250中。The
在一些實施例中,圖案化導電層210是互連結構20的最上面圖案化導電層。圖案化導電層210可用於電性連接到一重分布層(RDL)(意即圖案化導電層40)。在一些實施例中,圖案化導電層210包括一連接部210a以及一佈線部210b。在一些實施例中,連接部210a直接連接或直接接觸佈線部210b。在一些實施例中,圖案化導電層210的連接部210a用於電性連接到一重分布層(意即圖案化導電層40)。In some embodiments, the patterned
在一些實施例中,圖案化導電層210經由導電通孔230而電性連接到圖案化導電層220。在一些實施例中,圖案化導電層220經由導電通孔240而電性連接到導電墊110。在一些實施例中,圖案化導電層210與220以及導電通孔230與240可包含或包括鋁、銅、鎢、鈷或其合金。互連結構20之該等圖案化導電層以及該等導電通孔的數量可依據實際應用而改變,且並不以此為限。In some embodiments, the patterned
介電層30可設置或形成在互連結構20上。在一些實施例中,介電層30設置或形成在圖案化導電層210上。在一些實施例中,介電層30直接接觸圖案化導電層210。在一些實施例中,介電層30可包含或包括一隔離材料,例如氧化矽、氮化矽、氮氧化矽或其組合。A
圖案化導電層40可設置或形成在介電層30上。在一些實施例中,圖案化導電層40設置或形成在介電層30的一表面301(亦表示成「一上表面」)上。在一些實施例中,圖案化導電層40可為一重分布層。在一些實施例中,圖案化導電層40的一厚度T1可等於或大於大約0.8μm。在一些實施例中,圖案化導電層40的厚度T1可從大約0.8μm到大約1μm。在一些實施例中,圖案化導電層40可包含或包括鋁、銅、鎢、鈷、鎳、金或其合金。A patterned
氣腔50(亦表示成「一氣隙」)可形成或位在互連結構20與圖案化導電層40之間。在一些實施例中,氣腔50位在圖案化導電層210與圖案化導電層40之間。在一些實施例中,氣腔50位在圖案化導電層40與介電層30之間。Air cavity 50 (also denoted as “an air gap”) may be formed or located between
在一些實施例中,氣腔50位在圖案化導電層40內。在一些實施例中,介電層30的一部分(意即表面301)暴露在氣腔50。在一些實施例中,介電層30之表面301的一部分301a是由圖案化導電層40與介電層30的表面301所界定的。在一些實施例中,氣腔50是由圖案化導電層40與介電層30之表面301的部分301a所界定的。在一些實施例中,氣腔50的一表面501(亦表示成「一上表面」)是由圖案化導電層40所界定的。在一些實施例中,氣腔50的一表面502(亦表示成「一下表面」)以及圖案化導電層40的一表面402(亦表示成「一下表面」)是大致位在相同高度。In some embodiments, the
在一些實施例中,氣腔50的一高度H1等於或大於大約2000Å。在一些實施例中,氣腔50的高度H1是從大約2000Å到大約2500Å。在一些實施例中,氣腔50的高度H1對圖案化導電層40的厚度T1的一比率是等於或大於大約0.25。在一些實施例中,氣腔50的高度H1對圖案化導電層40的厚度T1的一比率是從大約0.25到大約0.5。In some embodiments, the
接觸結構60可電性連接互連結構20與圖案化導電層40。在一些實施例中,接觸結構60電性連接圖案化導電層210與圖案化導電層40。在一些實施例中,接觸結構60穿經或穿過介電層30。在一些實施例中,在一頂視圖中,接觸結構60並不與氣腔50重疊。在一些實施例中,接觸結構60可包含或包括鋁、銅、鎢、鈷、鎳、金或其合金。The
依據本揭露的一些實施例,由於氣腔50的設計,所以可顯著地減少由互連結構20、介電層30以及圖案化導電層40(或是重分布層)所造成的寄生電容,也因此可改善半導體元件1的操作效能。According to some embodiments of the present disclosure, due to the design of the
此外,依據本揭露的一些實施例,氣腔50形成在圖案化導電層40(或是重分布層)內,因此可藉由依據實際需求改變氣腔50的體積及/或位置而減少寄生電容,不用改變或改良半導體元件1的佈線圖案(意即圖案化導電層210與接觸結構60的配置)。因此,不管氣腔50的設計如何,該佈線圖案可遵循原來的佈線設計規則,因此不用改變或調整佈線設計規則即可減少寄生電容。因此,可以避免半導體元件1的操作效能受到不利的影響。In addition, according to some embodiments of the present disclosure, the
再者,依據本揭露的一些實施例,由於氣腔50之高度H1對圖案化導電層40之厚度T1的比率之設計,用於形成氣腔50之一犧牲圖案(意即將在文後詳細描述的一圖案520)的厚度(對應或大致等於氣腔50的高度H1)是足夠厚,以避免其剝離。此外,形成的圖案化導電層40亦可在氣腔50上具有一足夠的厚度,以提供令人滿意的電性連接效能。Moreover, according to some embodiments of the present disclosure, due to the design of the ratio of the height H1 of the
圖2A是剖視示意圖,例示本揭露一些實施例的半導體元件2A。半導體元件2A包括一基底10、一互連結構20、介電層30與80、一圖案化導電層40、一氣腔50以及一接觸結構60。FIG. 2A is a schematic cross-sectional view illustrating a
舉例來說,半導體基底10可包含矽、摻雜矽、矽鍺、絕緣體上覆矽、藍寶石上覆矽、絕緣體上覆矽鍺、碳化矽、鍺、砷化鎵、磷化鎵、磷化砷化鎵、磷化銦、磷化銦鎵或任何其他IV-IV族、III-V族或是I-VI族半導體材料。For example, the
在一些實施例中,半導體基底10可具有一或多個積體電路。積體電路可包括一或多個MOS元件、一或多個快閃記憶體胞或是其任意組合。在一些實施例中,基底10具有一表面101(亦表示成「一上表面」)。在一些實施例中,基底10包括多個導電墊110,該等導電墊110鄰近表面101設置。該等導電墊110可設置在基底10的表面101上。在一些實施例中,該等導電墊110用於將基底10的該等積體電路電性連接到互連結構20。舉例來說,該等導電墊110可包含銅、鎳、鈷、鋁、鎢或其任意組合。In some embodiments, the
互連結構20可設置或形成在基底10上。在一些實施例中,互連結構20包括一圖案化導電層210(亦表示成「一上圖案化導電層」)、一圖案化導電層220、導電通孔230與240以及一介電層250。在一些實施例中,圖案化導電層210與220以及導電通孔230與240形成在介電層250內或是嵌設在介電層250中。The
在一些實施例中,圖案化導電層210是互連結構20的最上面圖案化導電層。圖案化導電層210可用於電性連接到一重分布層(RDL)(意即圖案化導電層40)。在一些實施例中,圖案化導電層210包括一連接部210a以及一佈線部210b。在一些實施例中,連接部210a直接連接或直接接觸佈線部210b。在一些實施例中,圖案化導電層210的連接部210a用於電性連接到一重分布層(意即圖案化導電層40)。In some embodiments, the patterned
在一些實施例中,圖案化導電層210經由導電通孔230而電性連接到圖案化導電層220。在一些實施例中,圖案化導電層220經由導電通孔240而電性連接到導電墊110。在一些實施例中,圖案化導電層210與220以及導電通孔230與240可包含或包括鋁、銅、鎢、鈷或其合金。互連結構20之該等圖案化導電層以及該等導電通孔的數量可依據實際應用而改變,且並不以此為限。In some embodiments, the patterned
介電層30可設置或形成在互連結構20上。在一些實施例中,介電層30設置或形成在圖案化導電層210上。在一些實施例中,介電層30直接接觸圖案化導電層210。在一些實施例中,介電層30可包含或包括一隔離材料,例如氧化矽、氮化矽、氮氧化矽或其組合。A
圖案化導電層40可設置或形成在介電層30上。在一些實施例中,圖案化導電層40設置或形成在介電層30的一表面301(亦表示成「一上表面」)上。在一些實施例中,圖案化導電層40可為一重分布層。在一些實施例中,圖案化導電層40的一厚度T1可等於或大於大約0.8μm。在一些實施例中,圖案化導電層40的厚度T1可從大約0.8μm到大約1μm。A patterned
在一些實施例中,圖案化導電層40包括一晶種層410以及一導電層420。在一些實施例中,晶種層410設置或形成在介電層30的表面301上,且導電層420形成在晶種層410上。在一些實施例中,晶種層410可包含或包括鈦、銅、或其合金或其任意組合。在一些實施例中,導電層420可包含或包括鋁、銅、鎢、鈷、鎳、金或其合金。In some embodiments, the patterned
氣腔50(亦表示成「一氣隙」)可形成或位在互連結構20與圖案化導電層40之間。在一些實施例中,氣腔50位在圖案化導電層210與圖案化導電層40之間。在一些實施例中,氣腔50位在圖案化導電層40與介電層30之間。Air cavity 50 (also denoted as “an air gap”) may be formed or located between
在一些實施例中,氣腔50位在圖案化導電層40內。在一些實施例中,介電層30的一部分(意即表面301)暴露在氣腔50。在一些實施例中,介電層30之表面301的一部分301a是由圖案化導電層40與介電層30的表面301所界定的。在一些實施例中,氣腔50是由圖案化導電層40與介電層30之表面301的部分301a所界定的。在一些實施例中,氣腔50的一表面501(亦表示成「一上表面」)是由圖案化導電層40所界定的。在一些實施例中,氣腔50的一表面502(亦表示成「一下表面」)以及圖案化導電層40的一表面402(亦表示成「一下表面」)是大致位在相同高度。In some embodiments, the
在一些實施例中,晶種層410的一部分暴露在氣腔50。在一些實施例中,晶種層410的一表面410a暴露在氣腔50。在一些實施例中,導電層420的一部分暴露在氣腔50。在一些實施例中,導電層420的一表面420a暴露在氣腔50。在一些實施例中,氣腔50是由晶種層410、導電層420以及介電層30的表面301所界定。在一些實施例中,氣腔50是由晶種層410的表面410a、導電層420的表面420a以及介電層30之表面301的一部分301a所界定。In some embodiments, a portion of the
在一些實施例中,氣腔50的一高度H1等於或大於大約2000Å。在一些實施例中,氣腔50的高度H1是從大約2000Å到大約2500Å。在一些實施例中,氣腔50的高度H1對圖案化導電層40的厚度T1(意即晶種層410的厚度與導電層450的厚度之總和)的一比率等於或大於大約0.25。在一些實施例中,氣腔50的高度對圖案化導電層40的厚度T1之比率是從大約0.25到大約0.5。In some embodiments, the
接觸結構60可電性連接互連結構20與圖案化導電層40。在一些實施例中,接觸結構60電性連接圖案化導電層210與圖案化導電層40。在一些實施例中,接觸結構60穿經或穿過介電層30。在一些實施例中,在一頂視圖中,接觸結構60並不與氣腔50重疊。The
在一些實施例中,接觸結構60包括一晶種層610以及一導電層620。在一些實施例中,晶種層610設置或形成在圖案化導電層210上,且導電層620形成在晶種層610上。在一些實施例中,晶種層610包含或包括鈦、銅、或其合金或其任意組合。在一些實施例中,導電層620可包含或包括鋁、銅、鎢、鈷、鎳、金或其合金。在一些實施例中,圖案化導電層40的晶種層410以及接觸結構60的晶種層610包含或包括相同材料。在一些實施例中,圖案化導電層40的導電層420以及接觸結構60的導電層620包含或包括相同材料。In some embodiments, the
介電層80可設置或形成在圖案化導電層40上。在一些實施例中,介電層80設置或形成在圖案化導電層40上。在一些實施例中,介電層80覆蓋圖案化導電層40。在一些實施例中,介電層80直接接觸圖案化導電層40。在一些實施例中,介電層80具有一開口70A(亦表示成「一貫穿通孔」),以暴露圖案化導電層40的一部分。在一些實施例中,在一頂視圖中,開口70A並不與氣腔50重疊。在一些實施例中,介電層80可包含或包括一隔離材料,例如氧化矽、氮化矽、氮氧化矽或其組合。A
圖2B是剖視示意圖,例示本揭露一些實施例的半導體元件2B。半導體元件2B包括一基底10、一互連結構20、介電層30與80、圖案化導電層40與90、一氣腔50以及接觸結構60與70。FIG. 2B is a schematic cross-sectional view illustrating a
舉例來說,半導體基底10可包含矽、摻雜矽、矽鍺、絕緣體上覆矽、藍寶石上覆矽、絕緣體上覆矽鍺、碳化矽、鍺、砷化鎵、磷化鎵、磷化砷化鎵、磷化銦、磷化銦鎵或任何其他IV-IV族、III-V族或是I-VI族半導體材料。For example, the
在一些實施例中,半導體基底10可具有一或多個積體電路。積體電路可包括一或多個MOS元件、一或多個快閃記憶體胞或是其任意組合。在一些實施例中,基底10具有一表面101(亦表示成「一上表面」)。在一些實施例中,基底10包括多個導電墊110,該等導電墊110鄰近表面101設置。該等導電墊110可設置在基底10的表面101上。在一些實施例中,該等導電墊110用於將基底10的該等積體電路電性連接到互連結構20。舉例來說,該等導電墊110可包含銅、鎳、鈷、鋁、鎢或其任意組合。In some embodiments, the
互連結構20可設置或形成在基底10上。在一些實施例中,互連結構20包括一圖案化導電層210(亦表示成「一上圖案化導電層」)、一圖案化導電層220、導電通孔230與240以及一介電層250。在一些實施例中,圖案化導電層210與220以及導電通孔230與240形成在介電層250內或是嵌設在介電層250中。The
在一些實施例中,圖案化導電層210是互連結構20的最上面圖案化導電層。圖案化導電層210可用於電性連接到一重分布層(RDL)(意即圖案化導電層40)。在一些實施例中,圖案化導電層210包括一連接部210a以及一佈線部210b。在一些實施例中,連接部210a直接連接或直接接觸佈線部210b。在一些實施例中,圖案化導電層210的連接部210a用於電性連接到一重分布層(意即圖案化導電層40)。In some embodiments, the patterned
在一些實施例中,圖案化導電層210經由導電通孔230而電性連接到圖案化導電層220。在一些實施例中,圖案化導電層220經由導電通孔240而電性連接到導電墊110。在一些實施例中,圖案化導電層210與220以及導電通孔230與240可包含或包括鋁、銅、鎢、鈷或其合金。互連結構20之該等圖案化導電層以及該等導電通孔的數量可依據實際應用而改變,且並不以此為限。In some embodiments, the patterned
介電層30可設置或形成在互連結構20上。在一些實施例中,介電層30設置或形成在圖案化導電層210上。在一些實施例中,介電層30直接接觸圖案化導電層210。在一些實施例中,介電層30可包含或包括一隔離材料,例如氧化矽、氮化矽、氮氧化矽或其組合。A
圖案化導電層40可設置或形成在介電層30上。在一些實施例中,圖案化導電層40設置或形成在介電層30的一表面301(亦表示成「一上表面」)上。在一些實施例中,圖案化導電層40可為一重分布層。在一些實施例中,圖案化導電層40的一厚度T1可等於或大於大約0.8μm。在一些實施例中,圖案化導電層40的厚度T1可從大約0.8μm到大約1μm。A patterned
在一些實施例中,圖案化導電層40包括一晶種層410以及一導電層420。在一些實施例中,晶種層410設置或形成在介電層30的表面301上,且導電層420形成在晶種層410上。在一些實施例中,晶種層410可包含或包括鈦、銅、或其合金或其任意組合。在一些實施例中,導電層420可包含或包括鋁、銅、鎢、鈷、鎳、金或其合金。In some embodiments, the patterned
氣腔50(亦表示成「一氣隙」)可形成或位在互連結構20與圖案化導電層40之間。在一些實施例中,氣腔50位在圖案化導電層210與圖案化導電層40之間。在一些實施例中,氣腔50位在圖案化導電層40與介電層30之間。Air cavity 50 (also denoted as “an air gap”) may be formed or located between
在一些實施例中,氣腔50位在圖案化導電層40內。在一些實施例中,介電層30的一部分(意即表面301)暴露在氣腔50。在一些實施例中,介電層30之表面301的一部分301a是由圖案化導電層40與介電層30的表面301所界定的。在一些實施例中,氣腔50是由圖案化導電層40與介電層30之表面301的部分301a所界定的。在一些實施例中,氣腔50的一表面501(亦表示成「一上表面」)是由圖案化導電層40所界定的。在一些實施例中,氣腔50的一表面502(亦表示成「一下表面」)以及圖案化導電層40的一表面402(亦表示成「一下表面」)是大致位在相同高度。In some embodiments, the
在一些實施例中,晶種層410的一部分暴露在氣腔50。在一些實施例中,晶種層410的一表面410a暴露在氣腔50。在一些實施例中,導電層420的一部分暴露在氣腔50。在一些實施例中,導電層420的一表面420a暴露在氣腔50。在一些實施例中,氣腔50是由晶種層410、導電層420以及介電層30的表面301所界定。在一些實施例中,氣腔50是由晶種層410的表面410a、導電層420的表面420a以及介電層30之表面301的一部分301a所界定。In some embodiments, a portion of the
在一些實施例中,氣腔50的一高度H1等於或大於大約2000Å。在一些實施例中,氣腔50的高度H1是從大約2000Å到大約2500Å。在一些實施例中,氣腔50的高度H1對圖案化導電層40的厚度T1(意即晶種層410的厚度與導電層450的厚度之總和)的一比率等於或大於大約0.25。在一些實施例中,氣腔50的高度對圖案化導電層40的厚度T1之比率是從大約0.25到大約0.5。In some embodiments, the
接觸結構60可電性連接互連結構20與圖案化導電層40。在一些實施例中,接觸結構60電性連接圖案化導電層210與圖案化導電層40。在一些實施例中,接觸結構60穿經或穿過介電層30。在一些實施例中,在一頂視圖中,接觸結構60並不與氣腔50重疊。The
在一些實施例中,接觸結構60包括一晶種層610以及一導電層620。在一些實施例中,晶種層610設置或形成在圖案化導電層210上,且導電層620形成在晶種層610上。在一些實施例中,晶種層610包含或包括鈦、銅、或其合金或其任意組合。在一些實施例中,導電層620可包含或包括鋁、銅、鎢、鈷、鎳、金或其合金。在一些實施例中,圖案化導電層40的晶種層410以及接觸結構60的晶種層610包含或包括相同材料。在一些實施例中,圖案化導電層40的導電層420以及接觸結構60的導電層620包含或包括相同材料。In some embodiments, the
接觸結構70可設置或形成在圖案化導電層40上。在一些實施例中,在一頂視圖中,接觸結構70並不與氣腔50重疊。在一些實施例中,接觸結構70電性連接到圖案化導電層40。The
介電層80可設置或形成在圖案化導電層40上。在一些實施例中,介電層80設置或形成在圖案化導電層40上。在一些實施例中,介電層80覆蓋圖案化導電層40。在一些實施例中,介電層80直接接觸圖案化導電層40。在一些實施例中,接觸結構70穿經或穿過介電層80。在一些實施例中,介電層80可包含或包括一隔離材料,例如氧化矽、氮化矽、氮氧化矽或其組合。A
圖案化導電層90可設置或形成在介電層80上。在一些實施例中,圖案化導電層90經由接觸結構70而電性連接到圖案化導電層40。在一些實施例中,圖案化導電層90可為一重分布層。A patterned
在一些實施例中,圖案化導電層90包括一晶種層910以及一導電層920。在一些實施例中,晶種層910設置或形成在介電層80上,而導電層920形成在晶種層910上。在一些實施例中,晶種層910可包含或包括鈦、銅、或其合金或其任意組合。在一些實施例中,導電層920可包含或包括鋁、銅、鎢、鈷、鎳、金或其合金。在一些實施例中,圖案化導電層90的晶種層910以及接觸結構70的晶種層710包含或包括相同材料。在一些實施例中,圖案化導電層90的導電層920以及接觸結構70的導電層720包含或包括相同材料。In some embodiments, the patterned
圖3是頂視示意圖,例示本揭露一些實施例的半導體元件3。半導體元件3包括一基底(在圖3中未示)、一互連結構20、一圖案化導電層40、一氣腔50、一接觸結構60以及一介電層80。應當理解,為了清楚,省略一些元件或結構。舉例來說,為了清楚,在圖3中省略互連結構20之圖案化導電層210的佈線部210b。FIG. 3 is a schematic top view illustrating a
在一些實施例中,在一頂視圖中,互連結構20之圖案化導電層210的連接部210a並不與氣腔50重疊。在一頂視圖中,接觸結構60並不與氣腔50重疊。在一些實施例中,在一頂視圖中,介電層80的開口70A並不與氣腔50重疊。In some embodiments, in a top view, the
在一些實施例中,氣腔50包括一或多個空氣通道(意即空氣通道51、52、53、54)。在一些實施例中,空氣通道51、52、53、54在圖案化導電層40內延伸。In some embodiments, the
在一些實施例中,空氣通道51在圖案化導電層40內延伸。在一些實施例中,空氣通道51具有一端510a,終止在介電層80處。在一些實施例中,空氣通道51的該端510a是由介電層80的一部分所界定。在一些實施例中,空氣通道51還具有一端510b,相對該端510a設置並終止在圖案化導電層40處。在一些實施例中,空氣通道51的該端510b是由圖案化導電層40的一部分所界定。In some embodiments,
在一些實施例中,空氣通道52在圖案化導電層40內延伸。在一些實施例中,空氣通道52具有一端520a,終止在介電層80處。在一些實施例中,空氣通道52的該端520a是由介電層80的一部分所界定。在一些實施例中,空氣通道52還具有一端520b,相對該端520a設置並連接到空氣通道53。In some embodiments,
在一些實施例中,空氣通道53連接到空氣通道52。在一些實施例中,空氣通道53在圖案化導電層40內延伸。在一些實施例中,空氣通道53具有一端530a,終止在介電層80處。在一些實施例中,空氣通道53的該端530a是由介電層80的一部分所界定。在一些實施例中,空氣通道53還具有一端530b,相對該端530a設置並終止在介電層80處。在一些實施例中,空氣通道53的該端530b是由介電層80的一部分所界定。在一些實施例中,空氣通道52對準空氣通道53。In some embodiments,
在一些實施例中,空氣通道54在圖案化導電層40內延伸。在一些實施例中,空氣通道54具有一端540a,終止在介電層80處。在一些實施例中,空氣通道54的該端540a是由介電層80的一部分所界定。在一些實施例中,空氣通道54還具有一端540b,相對該端540a設置並終止在介電層80處。在一些實施例中,空氣通道54的該端540b是由介電層80的一部分所界定。In some embodiments,
在一些實施例中,在沿著剖線B-B'的一方向上之空氣通道(意即空氣通道51、52、53、54)的一寬度等於或大於大約3μm。在一些實施例中,圖案化導電層40在沿著剖線B-B'的一方向上之空氣通道的相對兩側上之每一個部分(亦表示成「支撐腳」)的一寬度等於或大於大約1μm。兩個支撐腳的寬度與在沿著剖線B-B'的一方向上之空氣通道的寬度之總和可為在沿著剖線B-B'的一方向上之圖案化導電層40的一寬度。在一些實施例中,空氣通道之一寬度對在沿著剖線B-B'的一方向上之圖案化導電層40的一寬度之一比率等於或小於大約0.6。依據本揭露的一些實施例,由於前述的設計,圖案化導電層40的該等支撐腳可提供足夠的結構支撐,因此具有形成在其內之氣腔50的圖案化導電層40可提供足夠的穩定性而不會塌陷。In some embodiments, a width of the air channels (ie, the
圖4A是剖視示意圖,例示本揭露一些實施例的半導體元件。在一些實施例中,圖4A是沿著圖3之剖線A-A'的剖視示意圖。FIG. 4A is a schematic cross-sectional view illustrating a semiconductor device according to some embodiments of the present disclosure. In some embodiments, FIG. 4A is a schematic cross-sectional view along the section line AA' of FIG. 3 .
在一些實施例中,在一頂視圖中,接觸結構60並不與空氣通道54重疊。在一些實施例中,在一頂視圖中,開口70A並不與空氣通道54重疊。In some embodiments, the
圖4B是剖視示意圖,例示本揭露一些實施例的半導體元件。在一些實施例中,圖4B是沿著圖3之剖線B-B'的剖視示意圖。FIG. 4B is a schematic cross-sectional view illustrating a semiconductor device according to some embodiments of the present disclosure. In some embodiments, FIG. 4B is a schematic cross-sectional view along the section line BB' of FIG. 3 .
在一些實施例中,空氣通道51的表面501(或上表面)是由圖案化導電層40所界定。在一些實施例中,空氣通道51的表面502(或下表面)是由介電層30之表面301的該部分所界定。In some embodiments, the surface 501 (or upper surface) of the
圖4C是剖視示意圖,例示本揭露一些實施例的半導體元件。在一些實施例中,圖4C是沿著圖3之剖線C-C'的剖視示意圖。FIG. 4C is a schematic cross-sectional view illustrating a semiconductor device according to some embodiments of the present disclosure. In some embodiments, FIG. 4C is a schematic cross-sectional view along the line CC' of FIG. 3 .
在一些實施例中,介電層80的一部分暴露在氣腔50。在一些實施例中,介電層80的一部分暴露在空氣通道51。In some embodiments, a portion of
在一些實施例中,空氣通道51的該端510a是由介電層80的一部分所界定。在一些實施例中,空氣通道51的該端510a是由介電層80之一表面的一部分80a所界定。在一些實施例中,空氣通道51的該端510b是由圖案化導電層40的晶種層410與導電層420所界定。In some embodiments, the
圖5A、圖5B、圖5C、圖5D、圖5E、圖5F、圖5G是剖視示意圖,例示本揭露一些實施例製備半導體元件2A之方法的不同階段。5A, 5B, 5C, 5D, 5E, 5F, and 5G are schematic cross-sectional views illustrating different stages of the method for manufacturing the
請參考圖5A,可提供一互連結構20,且一介電層30可形成在互連結構20上。在一些實施例中,互連結構20形成在一基底10上。在一些實施例中,介電層30具有一或多個開口60A(或表示成「貫穿通孔」),以暴露圖案化導電層210的一部分。在一些實施例中,一介電材料可形成在互連結構20上,並可執行一微影製程以形成穿過介電材料的開口60A,以便形成介電層30。Referring to FIG. 5A , an
請參考圖5B,一犧牲材料500A可形成在介電層30上。在一些實施例中,一晶種層材料410A形成在介電層30上以及在開口60A中,且犧牲材料500A形成在晶種層材料410A上。在一些實施例中,晶種層材料410A的製作技術可包含鍍覆。在一些實施例中,晶種層材料410A是或包括鈦或銅。在一些實施例中,犧牲材料500A是或包括一光阻材料。在一些實施例中,犧牲材料500A是一正型光阻。Referring to FIG. 5B , a
請參考圖5C,一圖案520(亦表示成「一犧牲圖案」)可形成在介電層30上。在一些實施例中,包括圖案510與520的一犧牲層500形成在介電層30上。在一些實施例中,圖案510具有一厚度510T,圖案520(或是犧牲圖案)具有一厚度520T,且厚度520T小於厚度510T。Referring to FIG. 5C , a pattern 520 (also denoted as “a sacrificial pattern”) can be formed on the
在一些實施例中,犧牲層500的圖案510界定在介電層30上的一預定區R1,而預定區R1是針對一圖案化導電層40進行預定,以在接下來的步驟中而形成在其中。在一些實施例中,圖案520完全與由圖案510所界定的預定區R1重疊。在一些實施例中,圖案520是在由圖案510所界定的預定區R1內。In some embodiments, the
在一些實施例中,犧牲層500的製作技術可包含下列步驟。在一些實施例中,一光遮罩600設置在犧牲材料500A上,且光遮罩600具有一阻斷區601、一不透明區602以及一清楚區603。在一些實施例中,阻斷區601經配置以阻斷曝光輻射穿經,不透明區602經配置以允許曝光雷射部分穿經,清楚區603經配置以允許曝光輻射穿經。在一些實施例中,阻斷區601包含或包括一光阻斷材料或是一光吸收材料。在一些實施例中,不透明區602包含或包括一材料,該材料是由對用於曝光之一預定波長的輻射大致上不透明的材料。在一些實施例中,舉例來說,不透明區602的材料包括鉻或氧化鉻。在一些實施例中,清楚區603包含或包括一材料,該材料由對用於曝光之一預定波長的輻射大致上透明的材料。In some embodiments, the fabrication technique of the
在一些實施例中,依據光遮罩600而在犧牲材料500A上執行一微影製程,以形成包括圖案510與520的犧牲層500。在一些實施例中,圖案510藉由執行微影製程而直接形成在光遮罩600的阻斷區601下方。在一些實施例中,直接在光遮罩600之不透明區602下方的犧牲材料500A之一部分藉由執行微影製程而進行部分移除,以便將圖案520直接形成在光遮罩600的不透明區602下方。在一些實施例中,犧牲材料500A直接在光遮罩600之清楚區603下方的一部分藉由執行微影製程而進行完全移除。在一些實施例中,晶種層材料410A的一部分藉由犧牲層500而暴露,且直接在光遮罩600的清楚區603下方。在一些實施例中,晶種層材料410A在預定區R1中的一部分藉由犧牲層500而暴露。在一些實施例中,圖案510直接連接到圖案520。In some embodiments, a lithography process is performed on the
請參考圖5D,一圖案化導電層可形成在介電層30與犧牲層500的圖案520上。在一些實施例中,一導電層420形成在晶種層材料410A上。在一些實施例中,導電層420形成在預定區R1內。圖案化導電層可包括導電層420以及晶種層材料410A。在一些實施例中,導電層420的製作技術包含鍍覆。在一些實施例中,導電層420並非形成在犧牲層500的圖案510上。Referring to FIG. 5D , a patterned conductive layer can be formed on the
在一些實施例中,在導電層420(或圖案化導電層)形成在圖案520上之後,圖案520的一部分520c從導電層420(或圖案化導電層)暴露出來。在一些實施例中,部分520c是圖案520的一側表面,其大致垂直於圖案520的一上表面521以及側表面522、523。In some embodiments, after the conductive layer 420 (or the patterned conductive layer) is formed on the
請參考圖5E,可移除犧牲層500的圖案520以形成一氣腔50在導電層420內。在一些實施例中,移除犧牲層500的圖案520以形成一氣腔50在圖案化導電層(意即包括導電層420與晶種層材料410A)內。在一些實施例中,亦移除犧牲層500的圖案510。在一些實施例中,在相同步驟中移除犧牲層500的圖案510與圖案520。在一些實施例中,導電層420暴露在氣腔50。在一些實施例中,藉由一光阻剝除製程而移除犧牲層500的圖案510與圖案520。在一些實施例中,藉由一移除溶液而移除犧牲層500的圖案510與圖案520。Referring to FIG. 5E , the
請參考圖5F,移除晶種層材料410A從導電層420暴露的一部分,以便形成包括晶種層410與導電層420的一圖案化導電層40。在一些實施例中,圖案化導電層40形成在預定區R1內。Referring to FIG. 5F , a portion of the
請參考圖5G,一介電層80可形成在圖案化導電層40上。在一些實施例中,介電層80具有一或多個開口70A(亦表示成「貫穿通孔」),以暴露圖案化導電層40的一部分。在一些實施例中,一介電材料可形成在圖案化導電層40上,並可執行一微影製程以形成穿過介電材料的多個開口70A,以便形成介電層80。因此,形成半導體元件2A。Referring to FIG. 5G , a
依據本揭露的一些實施例,藉由使用光遮罩600而形成犧牲層500以形成圖案化導電層40與氣腔50在圖案化導電層40內,可降低所形成之半導體元件2A的寄生電容,而無須執行額外步驟或改良現有步驟,例如無須改良圖案化導電層210的配置、圖案化導電層40的配置、接觸結構60的配置等等。因此,藉由一相對簡化的製造程序而可減少所形成之半導體元件2A的寄生電容,亦降低成本。According to some embodiments of the present disclosure, by using the
圖6A、圖6B、圖6C是剖視示意圖,例示本揭露一些實施例製備半導體元件之方法的不同階段。FIG. 6A , FIG. 6B , and FIG. 6C are schematic cross-sectional views illustrating different stages of a method for manufacturing a semiconductor device according to some embodiments of the present disclosure.
圖6A顯示依據本揭露一些實施例沿著圖3之剖線C-C'製備半導體元件之方法的一或多個階段。FIG. 6A shows one or more stages of a method of fabricating a semiconductor device along line CC' of FIG. 3 according to some embodiments of the present disclosure.
請參考圖3及圖6A,一互連結構20可設置或形成在一基底10上,且一介電層30可形成在互連結構20上。Referring to FIG. 3 and FIG. 6A , an
在一些實施例中,一晶種層材料410A形成在介電層30上,且包括圖案510與520的一犧牲層500形成在介電層30上。在一些實施例中,圖案510具有一厚度510T,圖案520(或犧牲圖案)具有一厚度520T,而厚度520T小於厚度510T。In some embodiments, a
在一些實施例中,犧牲層500的圖案510在介電層30上界定一預定區R1,而預定區R1是針對一圖案化導電層40進行預定,以在接下來的步驟中而形成在其中。在一些實施例中,圖案520完全與由圖案510所界定的預定區R1重疊。在一些實施例中,圖案520是在由圖案510所界定的預定區R1內。In some embodiments, the
在一些實施例中,犧牲層500的製作技術可包含下列步驟。在一些實施例中,一犧牲材料形成在介電層30與晶種層材料410A上。在一些實施例中,一光遮罩600設置在犧牲材料上,且光遮罩600具有一阻斷區601、一不透明區602以及一清楚區603。在一些實施例中,阻斷區601經配置以阻斷曝光輻射穿經,不透明區602經配置以允許曝光雷射部分穿經,清楚區603經配置以允許曝光輻射穿經。在一些實施例中,阻斷區601包含或包括一光阻斷材料或是一光吸收材料。在一些實施例中,不透明區602包含或包括一材料,該材料是由對用於曝光之一預定波長的輻射大致上不透明的材料。在一些實施例中,舉例來說,不透明區602的材料包括鉻或氧化鉻。在一些實施例中,清楚區603包含或包括一材料,該材料由對用於曝光之一預定波長的輻射大致上透明的材料。In some embodiments, the fabrication technique of the
在一些實施例中,依據光遮罩600而在犧牲材料上執行一微影製程,以形成包括圖案510與520的犧牲層500。在一些實施例中,圖案510藉由執行微影製程而直接形成在光遮罩600的阻斷區601下方。在一些實施例中,直接在光遮罩600之不透明區602下方的犧牲材料500A之一部分藉由執行微影製程而進行部分移除,以便將圖案520直接形成在光遮罩600的不透明區602下方。在一些實施例中,犧牲材料直接在光遮罩600之清楚區603下方的一部分藉由執行微影製程而進行完全移除。在一些實施例中,晶種層材料410A的一部分藉由犧牲層500而暴露,且直接在光遮罩600的清楚區603下方。在一些實施例中,晶種層材料410A在預定區R1中的一部分藉由犧牲層500而暴露。在一些實施例中,圖案510直接連接到圖案520。In some embodiments, a lithography process is performed on the sacrificial material according to the
圖6B顯示依據本揭露一些實施例沿著圖3之剖線C-C'製備半導體元件之方法的一或多個階段。FIG. 6B shows one or more stages of a method of fabricating a semiconductor device along line CC' of FIG. 3 according to some embodiments of the present disclosure.
請參考圖3及圖6B,一導電層420可形成在晶種層材料410A與犧牲層500的圖案520上。在一些實施例中,導電層420形成在預定區R1內。在一些實施例中,導電層420的製作技術包含鍍覆。在一些實施例中,導電層420並未形成在犧牲層500的圖案510上。Referring to FIG. 3 and FIG. 6B , a
在一些實施例中,在導電層420形成在圖案520上之後,圖案520的一部分520從導電層420暴露出來。在一些實施例中,該部分520c直接連接到圖案510。In some embodiments, a
圖6C顯示依據本揭露一些實施例沿著圖3之剖線C-C'製備半導體元件之方法的一或多個階段。FIG. 6C shows one or more stages of a method of fabricating a semiconductor device along line CC' of FIG. 3 according to some embodiments of the present disclosure.
請參考圖3及圖6C,可移除犧牲層500的圖案520以形成一氣腔50在導電層420內。在一些實施例中,亦移除犧牲層500的圖案510。在一些實施例中,在相同的步驟中移除犧牲層500的圖案510與圖案520。在一些實施例中,導電層420暴露在氣腔50。在一些實施例中,藉由一光阻剝除製程而移除犧牲層500的圖案510與圖案520。藉由一移除溶液而移除犧牲層500的圖案510與圖案520。Referring to FIG. 3 and FIG. 6C , the
在一些實施例中,可移除晶種層材料410A從導電層420暴露的一部分,以便形成包括晶種層410與導電層420的一圖案化導電層40。在一些實施例中,圖案化導電層40形成在預定區R1內。在一些實施例中,氣腔50形成在圖案化導電層40內。In some embodiments, a portion of the
接著,請參考圖3及圖4C,一介電層80可形成在圖案化導電層40上。因此,形成如圖4C所繪示的半導體元件3。Next, please refer to FIG. 3 and FIG. 4C , a
圖7是流程示意圖,例示本揭露一些實施例半導體元件的製備方法700。FIG. 7 is a schematic flowchart illustrating a
製備方法700以步驟S71開始,其為提供一互連結構。The
製備方法700以步驟S72繼續,其為一第一介電層形成在該互連結構上。
製備方法700以步驟S73繼續,其為一犧牲圖案形成在該第一介電層上。The
製備方法700以步驟S74繼續,其為一重分布層形成在該第一介電層與該犧牲圖案上。The
製備方法700以步驟S75繼續,其為移除該犧牲圖案以形成一氣腔在該重分布層內。The
製備方法700是僅為一例子,且並不意指將本揭露限制在申請專利範圍中所明確記載的內容之外。可在製備方法700的每個步驟之前、期間或之後提供額外的步驟,並且對於該製備方法的該等額外實施例,可以替換、消除或移動所描述的一些步驟。在一些實施例中,製備方法700還可包括並未在圖7所描述的一些步驟。在一些實施例中,製備方法700可包括在圖7所描述的一或多個步驟。The
圖8是流程示意圖,例示本揭露一些實施例半導體元件的製備方法800。FIG. 8 is a schematic flow diagram illustrating a
製備方法800以步驟S81開始,其為一第一圖案化導電層形成在一基底上。The
製備方法800以步驟S82繼續,其為一第一介電層形成在該第一圖案化導電層上。The
製備方法800以步驟S83繼續,其為一第二圖案化導電層形成在該第一介電層上。The
製備方法800以步驟S84繼續,其為一氣腔形成在該第一圖案化導電層與該第二圖案化導電層之間。The
製備方法800是僅為一例子,且並不意指將本揭露限制在申請專利範圍中所明確記載的內容之外。可在製備方法800的每個步驟之前、期間或之後提供額外的步驟,並且對於該製備方法的該等額外實施例,可以替換、消除或移動所描述的一些步驟。在一些實施例中,製備方法800還可包括並未在圖8所描述的一些步驟。在一些實施例中,製備方法800可包括在圖8所描述的一或多個步驟。The
本揭露之一實施例提供一種半導體元件。該半導體元件包括一基底、一第一圖案化導電層、一第一介電層以及一第二圖案化導電層。該第一圖案化導電層設置在該基底上。該第一介電層設置在該第一圖案化導電層上。該第二圖案化導電層設置在該第一介電層上。該該半導體元件在該第一圖案化導電層與該第二圖案化導電層之間具有一氣腔。An embodiment of the present disclosure provides a semiconductor device. The semiconductor element includes a base, a first patterned conductive layer, a first dielectric layer and a second patterned conductive layer. The first patterned conductive layer is disposed on the base. The first dielectric layer is disposed on the first patterned conductive layer. The second patterned conductive layer is disposed on the first dielectric layer. The semiconductor element has an air cavity between the first patterned conductive layer and the second patterned conductive layer.
本揭露之另一實施例提供一種半導體元件。該半導體元件包括一互連結構、一第一介電層以及一重分布層(RDL)。該互連結構包括一上圖案化導電層。該第一介電層設置在該上圖案化導電層上。該重分布層設置在該第一介電層上。該半導體元件在該重分布層與該互連結構之間具有一氣腔。Another embodiment of the present disclosure provides a semiconductor device. The semiconductor device includes an interconnection structure, a first dielectric layer and a redistribution layer (RDL). The interconnect structure includes an upper patterned conductive layer. The first dielectric layer is disposed on the upper patterned conductive layer. The redistribution layer is disposed on the first dielectric layer. The semiconductor device has an air cavity between the redistribution layer and the interconnect structure.
本揭露之再另一實施例提供一種半導體元件的製備方法。該製備方法包括提供一互連結構。該製備方法亦包括形成一第一介電層在該互連結構上。該製備方法還包括形成一犧牲圖案在該第一介電層上。該製備方法亦包括形成一重分布層在該第一介電層與該犧牲圖案上。該製備方法還包括移除該犧牲圖案以形成一氣腔在該重分布層內。Yet another embodiment of the present disclosure provides a method for manufacturing a semiconductor device. The manufacturing method includes providing an interconnection structure. The fabrication method also includes forming a first dielectric layer on the interconnection structure. The manufacturing method also includes forming a sacrificial pattern on the first dielectric layer. The manufacturing method also includes forming a redistribution layer on the first dielectric layer and the sacrificial pattern. The manufacturing method further includes removing the sacrificial pattern to form an air cavity in the redistribution layer.
在該半導體元件中,由於該氣腔的設計,可以顯著地降低由該互連結構、該介電層以及該圖案化導電層(或RDL)所產生的寄生電容,也因此改善半導體元件的工作效能。In the semiconductor element, due to the design of the air cavity, the parasitic capacitance generated by the interconnection structure, the dielectric layer and the patterned conductive layer (or RDL) can be significantly reduced, thereby improving the operation of the semiconductor element efficacy.
雖然已詳述本揭露及其優點,然而應理解可進行各種變化、取代與替代而不脫離申請專利範圍所定義之本揭露的精神與範圍。例如,可用不同的方法實施上述的許多製程,並且以其他製程或其組合替代上述的許多製程。Although the present disclosure and its advantages have been described in detail, it should be understood that various changes, substitutions and substitutions can be made without departing from the spirit and scope of the present disclosure as defined by the claims. For example, many of the processes described above can be performed in different ways and replaced by other processes or combinations thereof.
再者,本申請案的範圍並不受限於說明書中所述之製程、機械、製造、物質組成物、手段、方法與步驟之特定實施例。該技藝之技術人士可自本揭露的揭示內容理解可根據本揭露而使用與本文所述之對應實施例具有相同功能或是達到實質上相同結果之現存或是未來發展之製程、機械、製造、物質組成物、手段、方法、或步驟。據此,此等製程、機械、製造、物質組成物、手段、方法、或步驟包含於本申請案之申請專利範圍內。Furthermore, the scope of the present application is not limited to the specific embodiments of the process, machine, manufacture, composition of matter, means, methods and steps described in the specification. Those skilled in the art can understand from the disclosure content of this disclosure that existing or future developed processes, machinery, manufacturing, A composition of matter, means, method, or step. Accordingly, such processes, machinery, manufacturing, material composition, means, methods, or steps are included in the patent scope of this application.
1:半導體元件1: Semiconductor components
2A:半導體元件2A: Semiconductor components
2B:半導體元件2B: Semiconductor components
3:半導體元件3: Semiconductor components
10:基底10: Base
20:互連結構20:Interconnect structure
30:介電層30: Dielectric layer
40:圖案化導電層40: Patterned conductive layer
50:氣腔50: air cavity
51:空氣通道51: Air channel
52:空氣通道52:Air channel
53:空氣通道53:Air channel
54:空氣通道54:Air channel
60:接觸結構60: Contact structure
60A:開口60A: Opening
70:接觸結構70:Contact structure
70A:開口70A: Opening
80:介電層80:Dielectric layer
80a:部分80a: part
90:導電層90: Conductive layer
101:表面101: surface
110:導電墊110: conductive pad
210:圖案化導電層210: patterned conductive layer
210a:連接部210a: connection part
210b:佈線部210b: Wiring Department
220:圖案化導電層220: patterned conductive layer
230:導電通孔230: Conductive vias
240:導電通孔240: Conductive Via
250:介電層250: dielectric layer
301:表面301: surface
301a:部分301a: part
402:表面402: surface
410:晶種層410: Seed layer
410a:表面410a: surface
410A:晶種層材料410A: Seed layer material
420:導電層420: conductive layer
420a:表面420a: surface
500:犧牲層500: sacrificial layer
500A:犧牲材料500A: sacrificial material
501:表面501: surface
502:表面502: surface
510:圖案510: pattern
510a:端510a: terminal
510b:端510b: end
510T:厚度510T: Thickness
520:圖案520: pattern
520a:端520a: end
520b:端520b: end
520c:部分520c: part
520T:厚度520T: Thickness
521:上表面521: upper surface
522:側表面522: side surface
523:側表面523: side surface
530a:端530a: end
530b:端530b: end
540a:端540a: end
540b:端540b: end
600:光遮罩600: light mask
601:阻斷區601: blocking area
602:不透明區602: Opaque area
603:清楚區603: clear area
610:晶種層610: Seed layer
620:導電層620: conductive layer
700:製備方法700: Preparation method
800:製備方法800: Preparation method
910:晶種層910: Seed layer
920:導電層920: conductive layer
H1:高度H1: height
R1:預定區R1: reservation area
S71:步驟S71: Steps
S72:步驟S72: step
S73:步驟S73: step
S74:步驟S74: step
S75:步驟S75: Steps
S81:步驟S81: step
S82:步驟S82: step
S83:步驟S83: step
S84:步驟S84: step
T1:厚度T1: Thickness
藉由參考詳細描述以及申請專利範圍而可以獲得對本揭露更完整的理解。本揭露還應理解為與圖式的元件編號相關聯,而圖式的元件編號在整個描述中代表類似的元件。 圖1是剖視示意圖,例示本揭露一些實施例的半導體元件。 圖2A是剖視示意圖,例示本揭露一些實施例的半導體元件。 圖2B是剖視示意圖,例示本揭露一些實施例的半導體元件。 圖3是頂視示意圖,例示本揭露一些實施例的半導體元件。 圖4A是剖視示意圖,例示本揭露一些實施例的半導體元件。 圖4B是剖視示意圖,例示本揭露一些實施例的半導體元件。 圖4C是剖視示意圖,例示本揭露一些實施例的半導體元件。 圖5A是剖視示意圖,例示本揭露一些實施例製備半導體元件之方法的其中一階段。 圖5B是剖視示意圖,例示本揭露一些實施例製備半導體元件之方法的其中一階段。 圖5C是剖視示意圖,例示本揭露一些實施例製備半導體元件之方法的其中一階段。 圖5D是剖視示意圖,例示本揭露一些實施例製備半導體元件之方法的其中一階段。 圖5E是剖視示意圖,例示本揭露一些實施例製備半導體元件之方法的其中一階段。 圖5F是剖視示意圖,例示本揭露一些實施例製備半導體元件之方法的其中一階段。 圖5G是剖視示意圖,例示本揭露一些實施例製備半導體元件之方法的其中一階段。 圖6A是剖視示意圖,例示本揭露一些實施例製備半導體元件之方法的其中一階段。 圖6B是剖視示意圖,例示本揭露一些實施例製備半導體元件之方法的其中一階段。 圖6C是剖視示意圖,例示本揭露一些實施例製備半導體元件之方法的其中一階段。 圖6D是剖視示意圖,例示本揭露一些實施例製備半導體元件之方法的其中一階段。 圖7是流程示意圖,例示本揭露一些實施例半導體元件的製備方法。 圖8是流程示意圖,例示本揭露一些實施例半導體元件的製備方法。 A more complete understanding of the present disclosure can be obtained by reference to the detailed description and claims. The disclosure should also be understood in association with drawing element numbers that represent like elements throughout the description. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating a semiconductor device according to some embodiments of the present disclosure. FIG. 2A is a schematic cross-sectional view illustrating a semiconductor device according to some embodiments of the present disclosure. FIG. 2B is a schematic cross-sectional view illustrating a semiconductor device according to some embodiments of the present disclosure. FIG. 3 is a schematic top view illustrating a semiconductor device according to some embodiments of the present disclosure. FIG. 4A is a schematic cross-sectional view illustrating a semiconductor device according to some embodiments of the present disclosure. FIG. 4B is a schematic cross-sectional view illustrating a semiconductor device according to some embodiments of the present disclosure. FIG. 4C is a schematic cross-sectional view illustrating a semiconductor device according to some embodiments of the present disclosure. FIG. 5A is a schematic cross-sectional view illustrating a stage of a method for fabricating a semiconductor device according to some embodiments of the present disclosure. 5B is a schematic cross-sectional view illustrating a stage of a method for fabricating a semiconductor device according to some embodiments of the present disclosure. 5C is a schematic cross-sectional view illustrating a stage of a method for fabricating a semiconductor device according to some embodiments of the present disclosure. FIG. 5D is a schematic cross-sectional view illustrating a stage of a method for fabricating a semiconductor device according to some embodiments of the present disclosure. 5E is a schematic cross-sectional view illustrating a stage of a method for fabricating a semiconductor device according to some embodiments of the present disclosure. FIG. 5F is a schematic cross-sectional view illustrating a stage of a method for fabricating a semiconductor device according to some embodiments of the present disclosure. 5G is a schematic cross-sectional view illustrating a stage of a method for fabricating a semiconductor device according to some embodiments of the present disclosure. FIG. 6A is a schematic cross-sectional view illustrating a stage of a method for fabricating a semiconductor device according to some embodiments of the present disclosure. 6B is a schematic cross-sectional view illustrating a stage of a method for fabricating a semiconductor device according to some embodiments of the present disclosure. FIG. 6C is a schematic cross-sectional view illustrating a stage of a method for fabricating a semiconductor device according to some embodiments of the present disclosure. FIG. 6D is a schematic cross-sectional view illustrating a stage of a method for fabricating a semiconductor device according to some embodiments of the present disclosure. FIG. 7 is a schematic flowchart illustrating a method for fabricating a semiconductor device according to some embodiments of the present disclosure. FIG. 8 is a schematic flowchart illustrating a method for fabricating a semiconductor device according to some embodiments of the present disclosure.
1:半導體元件 1: Semiconductor components
10:基底 10: Base
20:互連結構 20:Interconnect structure
30:介電層 30: Dielectric layer
40:圖案化導電層 40: Patterned conductive layer
50:氣腔 50: air cavity
60:接觸結構 60: Contact structure
101:表面 101: surface
110:導電墊 110: conductive pad
210:圖案化導電層 210: patterned conductive layer
210a:連接部 210a: connection part
210b:佈線部 210b: Wiring Department
220:圖案化導電層 220: patterned conductive layer
230:導電通孔 230: Conductive vias
240:導電通孔 240: Conductive Via
250:介電層 250: dielectric layer
301:表面 301: surface
301a:部分 301a: part
402:表面 402: surface
501:表面 501: surface
502:表面 502: surface
H1:高度 H1: height
T1:厚度 T1: Thickness
Claims (18)
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US17/715,272 US20230326904A1 (en) | 2022-04-07 | 2022-04-07 | Method of manufacturing semiconductor device having air cavity |
US17/715,215 US20230326789A1 (en) | 2022-04-07 | 2022-04-07 | Semiconductor device having air cavity |
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Family
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Family Applications (2)
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TW111121518A TWI794113B (en) | 2022-04-07 | 2022-06-09 | Semiconductor device having air cavity |
TW111121519A TWI817549B (en) | 2022-04-07 | 2022-06-09 | Method for preparing semiconductor device having air cavity |
Family Applications After (1)
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20190148329A1 (en) * | 2017-11-15 | 2019-05-16 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Interconnect Chips |
US20220068848A1 (en) * | 2020-09-01 | 2022-03-03 | Nanya Technology Corporation | Semiconductor device with graphene layers and method for fabricating the same |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9796582B1 (en) * | 2016-11-29 | 2017-10-24 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Method for integrating complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) devices with microelectromechanical systems (MEMS) devices using a flat surface above a sacrificial layer |
CN112117368B (en) * | 2020-06-30 | 2024-03-05 | 中芯集成电路(宁波)有限公司上海分公司 | Method for manufacturing thermopile sensor |
-
2022
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- 2022-06-09 TW TW111121519A patent/TWI817549B/en active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20190148329A1 (en) * | 2017-11-15 | 2019-05-16 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Interconnect Chips |
US20220068848A1 (en) * | 2020-09-01 | 2022-03-03 | Nanya Technology Corporation | Semiconductor device with graphene layers and method for fabricating the same |
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