本公開涉及電子器件和形成電子器件方法，并且具體地講，涉及包括限定空隙的材料的電子器件及其形成方法。

背景技術(shù)：

蝕刻工具和蝕刻化學(xué)的最新進展使得可以以相對高的深寬比形成深的溝槽。這樣的進展使得可以形成穿過硅的通孔、電容器、同軸連接器等。例如，US 8492260和US 8981533示出了一些示例性結(jié)構(gòu)。對應(yīng)于US 8981533中的圖16的圖1示出了同軸連接器。具體地講，圖1包括圍繞內(nèi)部導(dǎo)體140的同軸導(dǎo)電構(gòu)件142的圖示。內(nèi)部導(dǎo)體140內(nèi)通常包括S形結(jié)構(gòu)特征154、絕緣層162和導(dǎo)電材料144。需要在深溝槽和在深溝槽內(nèi)形成的材料方面的進一步改進。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種電子器件，該電子器件包括：襯底，該襯底限定第一溝槽，該第一溝槽具有第一部分和與第一部分側(cè)向相鄰的第二部分，其中第一部分具有第一寬度，第二部分具有第二寬度，并且第一寬度大于第二寬度；以及第一材料，該第一材料在第一溝槽的第一部分內(nèi)的預(yù)定位置限定第一空隙并在第一溝槽的第二部分內(nèi)具有縫。

在一個實施例中，該電子器件還包括第一溝槽的側(cè)壁與第一材料之間的絕緣層，其中第一材料為導(dǎo)電材料。

在另一個實施例中，該電子器件還包括第二材料，其中襯底限定第二溝槽，并且第二材料設(shè)置在第二溝槽內(nèi)，其中第一材料和第二材料中的每一者均為導(dǎo)電材料。

在又一個實施例中，第一溝槽和第二溝槽中的一個的深度在所述第一溝槽和第二溝槽中的另一個的深度的80％至120％的范圍內(nèi)。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種電子器件，該電子器件包括：限定溝槽的襯底，和在溝槽內(nèi)的預(yù)定位置限定間隔開的空隙的材料。

根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種形成電子器件的方法，該方法包括：在襯底上方形成掩蔽層，其中掩蔽層限定第一開口，該第一開口包括具有第一寬度的第一部分和具有第二寬度的第二部分，其中第一寬度大于第二寬度；圖案化襯底以限定第一溝槽，該第一溝槽具有對應(yīng)于掩蔽層的第一開口的第一部分和第二部分的第一部分和第二部分，其中，在圖案化過程中，與使用具有對應(yīng)于第二寬度的均勻?qū)挾鹊牟煌谀Ｏ啾?，第一溝槽的第一部分允許蝕刻劑氣體更容易到達第一溝槽底部處或附近的位置，以及允許蝕刻產(chǎn)物氣體更容易從第一溝槽底部處或附近的位置移除，或允許這兩種情況；以及在第一溝槽內(nèi)沉積材料。

在一個實施例中，沉積材料以在第一溝槽內(nèi)限定第一空隙，并且該材料在第二部分內(nèi)具有縫。

在另一個實施例中，該方法還包括用封蓋材料對第一空隙封蓋，其中封蓋使用沉積-蝕刻-沉積技術(shù)進行。

在又一個實施例中，掩蔽層限定第二開口，其中第一開口側(cè)向圍繞第二開口；圖案化襯底以進一步限定圍繞第一溝槽的第二溝槽；該方法還包括在沉積導(dǎo)電材料前沿著第一溝槽和第二溝槽的側(cè)壁形成絕緣層；以及執(zhí)行材料沉積以使得材料沉積在第二溝槽中，其中該材料為導(dǎo)電的。

在另一個實施例中，執(zhí)行在第一溝槽內(nèi)的材料沉積以使得與使用具有對應(yīng)于第二寬度的均勻?qū)挾鹊牟煌谀Ｏ啾龋瑴喜鄣牡谝徊糠衷试S：沉積材料更容易到達第一溝槽底部處或附近的位置；沉積蝕刻劑更容易到達第一溝槽底部處或附近的位置；沉積產(chǎn)物氣體更容易從第一溝槽底部處或附近的位置移除；或它們的任意組合。

附圖說明

在附圖中以舉例說明的方式示出實施例，而實施例并不受限于附圖。

圖1包括同軸導(dǎo)體的頂視圖的圖示。(現(xiàn)有技術(shù))

圖2包括類似于圖1中所示的結(jié)構(gòu)的剖視圖的掃描電子顯微鏡顯微照片。

圖3包括具有長空隙和剝離的同心導(dǎo)體的頂視圖的掃描電子顯微鏡顯微照片。

圖4包括根據(jù)一個實施例的工件的一部分的圖示，該工件包括具有更寬部分的溝槽和在溝槽內(nèi)的材料，該材料在溝槽的更寬部分內(nèi)限定空隙。

圖5包括根據(jù)另一個實施例的工件的一部分的圖示，該工件包括具有更寬部分的溝槽和在溝槽內(nèi)的材料，該材料在溝槽的更寬部分內(nèi)限定空隙。

圖6包括根據(jù)另一個實施例的工件的一部分的圖示，該工件包括具有更寬部分的溝槽和在溝槽內(nèi)的材料，該材料在溝槽的更寬部分內(nèi)限定空隙。

圖7包括溝槽和溝槽內(nèi)的材料的頂視圖的掃描電子顯微鏡顯微照片，其中材料在溝槽的更寬部分內(nèi)限定空隙。

圖8包括工件的一部分的剖視圖的圖示，該工件包括襯底、墊層、停止層和圖案化掩蔽層。

圖9包括蝕刻穿過墊層和停止層并在襯底內(nèi)限定溝槽后圖8的工件的剖視圖的圖示。

圖10包括在溝槽內(nèi)形成絕緣層、將溝槽填充上材料并從停止層上方移除一部分材料后圖9的工件的剖視圖的圖示。

圖11包括在對溝槽內(nèi)的空隙封蓋后圖10的工件的剖視圖的圖示。

技術(shù)人員認識到附圖中的元件為了簡明起見而示出，而未必按比例繪制。例如，附圖中一些元件的尺寸可以相對于其他元件放大，以有助于理解本發(fā)明的實施例。

具體實施方式

提供以下與附圖相結(jié)合的說明以幫助理解本文所公開的教導(dǎo)。以下討論將著重于該教導(dǎo)的具體實現(xiàn)方式和實施例。提供該著重點以幫助描述所述教導(dǎo)，而不應(yīng)被解釋為對所述教導(dǎo)的范圍或適用性的限制。然而，基于如本申請中所公開的教導(dǎo)，可以采用其他實施例。

術(shù)語“縱橫比”旨在表示溝槽或開口的深度除以這樣的溝槽或開口的寬度。除非明確地另外指明，否則溝槽或開口的縱橫比是深度除以溝槽 或開口的最窄寬度，其中這樣的最窄寬度靠近溝槽或開口的頂部進行測量。如果將溝槽或開口頂部的邊角倒圓，則這樣的倒圓邊角不用于測定縱橫比。

術(shù)語“側(cè)向尺寸”旨在表示沿著平行于襯底主表面的平面的尺寸。因此，側(cè)向尺寸可從結(jié)構(gòu)特征諸如溝槽、溝槽內(nèi)的空隙等的頂視圖中測定。當(dāng)結(jié)構(gòu)特征為圓形時，側(cè)向尺寸為直徑。對于多邊形形狀，側(cè)向尺寸為長度和寬度，其中長度大于寬度。長度可沿著直線、沿著曲線、沿著蛇線路徑等。

術(shù)語“包含”、“含有”、“包括”、“具有”或其任何其他變化形式旨在涵蓋非排他性的包括。例如，包括一系列特征的方法、制品或設(shè)備不一定僅限于那些特征，而是可以包括未明確列出的或該方法、制品或設(shè)備固有的其他特征。另外，除非相反地明確規(guī)定，否則“或”是指包括性的或，而非排他性的或。例如，條件A或B由以下任一者滿足：A為真(或存在)而B為假(或不存在)，A為假(或不存在)而B為真(或存在)，以及A和B均為真(或存在)。

另外，使用“一”或“一種”來描述本文所述的元件和部件。這僅僅是為了方便，并給出本發(fā)明的范圍的一般含義。該描述應(yīng)被視為包括一個(種)、至少一個(種)，或單數(shù)形式也包括復(fù)數(shù)形式，反之亦然，除非明確有相反的含義。例如，當(dāng)本文描述單項時，可以使用多于一項來代替單項。類似地，在本文描述多于一項的情況下，可用單項替代所述多于一項。

除非另外定義，否則本文所用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同的含義。材料、方法和例子僅為示例性的，而無意進行限制。在本文未描述的情況下，關(guān)于具體材料和加工動作的許多細節(jié)是常規(guī)的，并可在半導(dǎo)體和電子領(lǐng)域中的教科書和其他來源中找到。

本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)，在一些應(yīng)用中，形成溝槽和填充溝槽可能具有相當(dāng)大的挑戰(zhàn)性。圖2包括類似于圖1中所示的結(jié)構(gòu)的剖視圖的掃描電子顯微鏡(SEM)顯微照片。導(dǎo)體242可以是側(cè)向圍繞n-軸連接器的內(nèi)部導(dǎo)體或一部分的隔離區(qū)。圖2還包括大致呈S形的結(jié)構(gòu)特征254和導(dǎo)電材料244的多個部分。如圖2中可以看出的是，導(dǎo)體242所處的溝槽的深度明顯淺于 導(dǎo)電材料244所處的溝槽的深度。尺寸246可以為11微米或甚至更大或為較淺溝槽深度的至少25％。因此，當(dāng)導(dǎo)電材料244的底部隨后在背面移除期間暴露出來時，導(dǎo)體242可能不提供充分的隔離或可能不會變得暴露出來。

圖3包括同心環(huán)形狀的溝槽322的SEM顯微照片，這些溝槽各自包括導(dǎo)體344。導(dǎo)體344不完全填充溝槽322并限定空隙346。空隙346中的每一個具有實質(zhì)性大于溝槽寬度的長度。這樣的長空隙346可損害機械完整性并可使得導(dǎo)體344的材料在后續(xù)加工期間移動。參見圖3的右邊，導(dǎo)體344中的一個已從溝槽322的側(cè)壁剝離。雖然難以看出，但是溝槽322可以用絕緣層作為襯里，并且絕緣層可在剝離期間或由于剝離或剝離后的其他后續(xù)加工而變得張緊或破裂。當(dāng)發(fā)生剝離時，導(dǎo)體344之間的或?qū)w344與其他部件(圖3中無法看見)之間的泄漏電流可變得過大。

本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)的是，可以形成在形狀上在預(yù)定的位置具有更寬部分的溝槽，以有助于保持相同襯底內(nèi)不同溝槽之間的溝槽深度更均勻，保持襯底與襯底之間更高的重現(xiàn)性、更高的均勻性，或這兩種情況。此外，本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)的是，在溝槽內(nèi)形成的材料可在預(yù)定的位置限定空隙，以有助于降低溝槽內(nèi)的材料將發(fā)生剝離的可能性。因此，不是完全地一起消除空隙，相反，使用溝槽的更寬部分可允許在預(yù)定的位置形成空隙。溝槽的更寬部分允許在溝槽形成期間蝕刻劑和蝕刻產(chǎn)物氣體沿著溝槽的深度更容易更均勻地流動。溝槽的最終深度可因?qū)?yīng)于將形成故意設(shè)置的空隙的位置的溝槽更寬部分的密度和位置而上調(diào)或下調(diào)。溝槽的更寬部分的更高密度將增加蝕刻劑和產(chǎn)物氣體的流動，從而導(dǎo)致更深的溝槽。材料內(nèi)形成的空隙可在溝槽的沉積或填充期間發(fā)揮類似的功能。溝槽的更寬部分允許在預(yù)定的位置形成空隙，從而允許沉積前體和沉積產(chǎn)物氣體沿著溝槽的未填充部分的深度更容易地流動。溝槽內(nèi)形成的材料可以是導(dǎo)電的、絕緣的或半導(dǎo)體。相對于本文描述和示出的示例性實施例可以更好地理解相關(guān)概念，這些實施例不限制本發(fā)明的范圍。

圖4至圖6示出了不同的實施例，其中溝槽具有允許在預(yù)定的位置形成空隙的更寬部分。圖4包括工件的一部分的頂視圖的圖示，該工件包括限定溝槽422和424的襯底。S形結(jié)構(gòu)特征454是由溝槽422側(cè)向圍繞的 襯底的一部分。如圖4中所示，絕緣層462位于溝槽422和424的側(cè)壁，并且材料442填充溝槽422和424其余部分的大部分。

溝槽422和結(jié)構(gòu)特征454的布局在大小上使得空隙482在溝槽422內(nèi)的預(yù)定位置形成。溝槽424包括具有基本上均勻?qū)挾鹊牟糠趾透鼘挷糠?25，并且空隙484在更寬部分425內(nèi)的預(yù)定位置形成?？障?82彼此間隔開，并且空隙484彼此間隔開。該布局和更寬部分有助于允許蝕刻劑和蝕刻產(chǎn)物氣體更容易到達溝槽422和424的底部。當(dāng)沉積材料442時，空隙482和484允許沉積氣體更均勻地填充溝槽422和424。隨著材料442填充溝槽，當(dāng)材料442從相對的側(cè)壁推進并在溝槽422和424的中心附近匯合時可以形成縫(在頂視圖中未示出)。隨著材料442填充溝槽422和442，其他空隙(未示出)也可在非預(yù)定位置形成。如果形成這樣的空隙，則該空隙將沿著縫形成并具有顯著小于空隙482和484的側(cè)向尺寸。例如，這樣的其他空隙的側(cè)向尺寸不大于空隙482或484的側(cè)向尺寸的0.3倍、不大于0.2倍或不大于0.09倍。在一個具體例子中，當(dāng)空隙482和484中的任一個具有多邊形形狀時，任何或所有這樣的其他空隙的側(cè)向尺寸的較大者可不大于任何或所有空隙482或484的較小側(cè)向尺寸的0.3倍、不大于0.2倍或不大于0.09倍。

圖5包括可供選擇的實施例。溝槽524包括更寬部分525和凹陷部527。更寬部分525和空隙584類似于之前相對于圖4所述的更寬部分425和空隙484。凹陷部527可用于控制空隙587，以使得與在不存在凹陷部527的情況下形成的空隙相比，空隙587在大小上更接近空隙584。如果不存在凹陷部527，則空隙587可以大得多并導(dǎo)致溝槽在溝槽524的相應(yīng)位置局部地更深。圖6包括可供選擇的實施例。溝槽624包括更寬部分625和凹陷部627。更寬部分625和空隙684類似于之前相對于圖4所述的更寬部分425和空隙484。凹陷部627和空隙687類似于之前相對于圖5所述的凹陷部527和空隙584。在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，許多其他布局也是可以的。在完整閱讀本說明書后，技術(shù)人員將認識到，可針對具體的應(yīng)用來設(shè)計布局。

圖7包括溝槽的頂視圖的SEM顯微照片，該溝槽包括導(dǎo)體722和724。溝槽以絕緣層462作為襯里并填充有導(dǎo)電材料442，該導(dǎo)電材料形成導(dǎo)體722和724。導(dǎo)電材料742以從更靠近溝槽側(cè)壁到溝槽中心的方向沉 積。沿著溝槽的中心在填充材料742填充溝槽的地方形成縫。由于為SEM檢測進行的樣品制備，縫在圖7中難以看出。

空隙782和784在溝槽的更寬部分內(nèi)形成。溝槽的更寬部分和隨后形成的空隙在蝕刻和沉積期間充當(dāng)通道，以允許氣體流入和流出溝槽內(nèi)的深處。所有空隙782和784可在預(yù)定的位置形成，因為它們位于溝槽的更寬部分內(nèi)?？障?82和784使得導(dǎo)體722和724可以具有更好的機械完整性，因為不會形成非常長的空隙，諸如圖3中所示的那些。因此，會損害電子器件性能的與溝槽或填充溝槽的材料相關(guān)的剝離或其他缺陷大大減少并且可以消除。

也形成其他空隙786，它們顯著小于空隙782和784。其他空隙786沿著縫放置。在一個實施例中，空隙786具有側(cè)向尺寸，其中空隙786的側(cè)向尺寸中的每一個可以不大于空隙782和784的一個或多個側(cè)向尺寸中的每一個的0.3倍、0.2倍或0.09倍。在一個實施例中，空隙786具有側(cè)向尺寸，其中空隙786的側(cè)向尺寸中的每一個為空隙782和784的一個或多個側(cè)向尺寸中的每一個的至少1×10^-3倍。雖然空隙786將在溝槽的寬度方向的中心附近形成，但這樣的其他空隙786的位置可能無法以高確定度加以預(yù)測。因此，空隙786可以或可以不在預(yù)定的位置形成。參見圖7，空隙786更可能在溝槽中的彎曲部處形成，然而，不是所有的彎曲部都具有空隙786。更少的空隙786沿著溝槽的直線段形成。故意設(shè)置的空隙784可在空隙786區(qū)域中加到溝槽442以進一步降低空隙786的大小和出現(xiàn)的頻率。

取決于所用的蝕刻工具，以相對高的縱橫比(例如，至少5的深度/寬度)控制非常深入襯底中(例如，大于30微米)的溝槽的形狀的能力可能是困難的。在這樣的較低深度下，可形成長空隙，諸如圖3中所見的那些。雖然要避免這樣的長空隙，但是如果形成這樣的空隙，則它們的形成深度距溝槽頂部可大于10微米，且不會存在像在距溝槽頂部3微米處或3微米以內(nèi)形成的長空隙一樣的問題。

圖8至圖11包括在形成和填充溝槽的工藝步驟期間工件的一部分的剖視圖的圖示。附圖未必按比例繪制，以便改善對本文所述的概念的理解。例如，溝槽可以為幾十微米深，并且在溝槽上方形成的層中的每一個可具有小于一微米甚至小于0.1微米的厚度。雖然以下工藝相對于導(dǎo)電填充材料進行描述，但是溝槽也可以用其他材料填充，諸如絕緣材料或半導(dǎo)體 材料。工件可包括在溝槽外的電子部件或至少部分地或完全地在溝槽內(nèi)形成的電子部件。均全文以引用方式并入的US 8492260和US 8981533示出并描述了一些這樣的部件。

圖8示出了包括襯底82的工件80的一部分的剖視圖的圖示。襯底82可包括單晶半導(dǎo)體晶片、絕緣體上半導(dǎo)體晶片、平板顯示器(例如，玻璃板上的硅層)或另一種常用于形成電子器件的襯底。襯底82如圖8所示的部分包括含有n型或p型摻雜劑的第14族元素(例如，碳、硅、鍺或它們的任意組合)。在另一個實施例中，襯底82包括III-V或II-VI半導(dǎo)體材料。襯底82包括主表面83。當(dāng)襯底82為晶片的形式時，初始厚度基本上對應(yīng)于在執(zhí)行任何加工前的晶片厚度。在一個實施例中，該厚度可以不大于2000微米，并且在另一個實施例中，該厚度可以不大于900微米。在又一個實施例中，該厚度為至少110微米，并且在另一個實施例中，該厚度為至少150微米。在一個具體實施例中，該厚度在600至800微米的范圍內(nèi)。在另一個具體實施例中，襯底82具有在150微米至120微米范圍內(nèi)的厚度。在一個實施例中，襯底82可具有至少150cm的標稱大小(例如，標稱直徑)。雖然襯底82不具有理論上限，但是襯底82的標稱大小可以不超過400cm。

使用熱生長技術(shù)、沉積技術(shù)或它們的組合在襯底82上方依次地形成墊層84、停止層86(例如，拋光停止層或蝕刻停止層)和掩蔽層88。墊層84和停止層86中的每一個可包括氧化物、氮化物、氮氧化物、另一種合適的材料或它們的任意組合。在一個實施例中，停止層86具有與墊層84相比不同的組成。在一個具體實施例中，墊層84包括氧化物，并且停止層86包括氮化物。

掩蔽層88在停止層86上方形成并圖案化以限定開口892和894，在這些開口下將在襯底82中形成溝槽。在一個實施例中，掩蔽層88包括有機抗蝕材料，并且在另一個實施例中，掩蔽層88可包括不同于襯底82的無機材料。開口892處于與從頂視圖中看將形成內(nèi)部導(dǎo)體的地方相對應(yīng)的位置，而開口894處于與從頂視圖中看將形成外部導(dǎo)體的地方相對應(yīng)的位置。開口892在圖8中所示的部分不包括更寬部分。因此，縫或極小空隙將在開口892的該部分中形成。雖然未示出，但是開口892的其他部分可包括更寬部分，在這些部分中隨后將形成空隙。在如圖8所示的實施例 中，開口894包括更寬部分，在這些部分中隨后將形成空隙。雖然未示出，但是開口894的其他部分可包括更窄部分，在這些部分中隨后將形成縫或極小空隙。

執(zhí)行蝕刻操作以圖案化墊層84、停止層86和襯底82，從而限定從主表面83延伸的溝槽92和94，如圖9中所示。襯底82的各部分設(shè)置在溝槽92和94每一個的各部分之間。溝槽92和94具有從主表面83測量的深度。該深度可以為至少11微米、至少20微米或至少40微米。在一個實施例中，諸如針對穿過襯底的通孔或n-軸連接器，該深度可以為至少75微米，并且在另一個實施例中，可以為至少110微米、至少200微米或更大。在一個實施例中，溝槽92和94的縱橫比為至少5、至少9或至少11，并且在另一個實施例中，該縱橫比不大于99、不大于50或不大于20。在一個實施例中，溝槽92和94中的一個的深度與所述溝槽92和94中的另一個的深度之差可以在所述溝槽92和94中任一個的深度的20％、15％或9％的范圍內(nèi)。例如，溝槽92和94中的一個的深度可以在所述溝槽92和94中的另一個的深度的80％至120％、85％至115％、或91％至109％的范圍內(nèi)。

溝槽92和94的各部分的寬度可部分地取決于溝槽92和94的深度和縱橫比。如圖2中所示的溝槽92和94的更窄部分的每一個可在0.5微米至5.0微米的范圍內(nèi)，并且在一個具體實施例中，可在2.0微米至4.0微米的范圍內(nèi)。將要形成空隙的溝槽92和94的更寬部分具有可在比更窄部分寬10％至500％范圍內(nèi)并且在一個具體實施例中可在比更窄部分寬20％至100％范圍內(nèi)的寬度。襯底82在相同溝槽的各部分之間或在不同溝槽之間的部分可在0.2微米至2微米的范圍內(nèi)，并且在一個具體實施例中可在0.5微米至1.4微米的范圍內(nèi)。在另一個實施例中，襯底82的該部分就同軸環(huán)或其他電子部件而言可以相當(dāng)大。在形成溝槽后，移除掩蔽層88。

圖10包括在形成絕緣層101、將溝槽填上填充材料并將填充材料在溝槽外的部分移除以形成導(dǎo)體102和104后工件的剖視圖的圖示。可形成絕緣層101以在形成填充材料前將溝槽的側(cè)壁和底部隔絕。在一個實施例中，絕緣層101具有不大于900nm的厚度，并且在另一個實施例中，具有不大于700nm的厚度。在又一個實施例中，絕緣層101具有至少11nm的厚度，并且在又一個實施例中，絕緣層101具有至少100nm的厚度。在又 一個實施例中，絕緣層可以不存在。絕緣層101可包括單個膜或多個膜，其中每個膜可包括氧化物、氮化物、氮氧化物、絕緣聚合物或其他介電膜，并且可以通過熱或通過沉積方式形成。在一個具體實施例中，執(zhí)行熱氧化以形成絕緣層101的至少一部分。當(dāng)停止層86包括氮化物時，停止層86可充當(dāng)氧化阻擋層以沿著主表面83減少襯底82的氧化。

導(dǎo)體102和104的填充材料可包括單種材料或多種材料，這些材料可以為一層、多層、單個膜或多個膜的形式。填充材料可以為導(dǎo)電的、電阻性的、絕緣體或它們的組合(例如，當(dāng)在溝槽內(nèi)形成電容器時)。實際的材料(既包括材料的組成也包括材料的數(shù)量)將取決于所形成的電子部件。填充材料可以是導(dǎo)電材料并包括非晶硅、多晶硅、金屬、合金、金屬氮化物、金屬-半導(dǎo)體化合物、金屬-半導(dǎo)體-氮化合物等。導(dǎo)電材料的組成可取決于何時形成導(dǎo)電材料?？芍辽俨糠值卦谝r底82內(nèi)形成電子部件之前或之后形成導(dǎo)體102和104。這樣的電子部件可包括至少部分地在襯底82內(nèi)形成的有源部件(例如，晶體管)、無源部件(例如，電阻器、電容器、二極管等)或它們的任意組合。如果導(dǎo)電材料在襯底82內(nèi)形成這樣的電子部件之前形成，則導(dǎo)電材料可能不得不經(jīng)受相對高的溫度，諸如大于800℃。示例性材料可包括硅或難熔金屬元素。如果導(dǎo)電材料在襯底82內(nèi)形成這樣的電子部件之后形成，則導(dǎo)電材料可以不必經(jīng)受大于800℃的溫度。在一個具體實施例中，導(dǎo)電材料剛好在層間電介質(zhì)(ILD)/互連步驟之前或作為層間電介質(zhì)(ILD)/互連步驟的一部分而形成，并且可將導(dǎo)電材料暴露于高達500℃的溫度。示例性材料可包括硅或難熔金屬元素、銅、銀、貴金屬元素或它們的任意組合。

填充材料可包括粘附膜、阻擋膜和導(dǎo)電填充膜。在一個具體實施例中，粘附膜包括難熔金屬，阻擋膜包括難熔金屬氮化物，而導(dǎo)電填充膜包括不同于粘附膜的難熔金屬。在另一個具體實施例中，填充材料包括摻雜多晶硅。填充材料可通過使用化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積、電鍍、涂布、另一種合適的技術(shù)或它們的任意組合來沉積填充材料而形成。在一個具體實施例中，填充材料以共形方式沉積。

執(zhí)行移除操作以移除覆蓋在停止層86上的填充材料的一部分。可使用蝕刻或拋光技術(shù)執(zhí)行移除操作。圖10是工藝步驟中此時的圖示。

對于所示的導(dǎo)體102的各部分，在這些部分對應(yīng)于溝槽的更窄部分的地方，填充材料在溝槽的中間匯合以形成縫106或極小空隙107。對于所示的導(dǎo)體104的各部分，在這些部分對應(yīng)于溝槽的更寬部分的地方，形成空隙108。雖然圖10中未示出，但是導(dǎo)體102在其對應(yīng)溝槽的更寬部分中形成并具有類似于空隙108的空隙，并且導(dǎo)體104在其對應(yīng)溝槽的更窄部分中形成并具有類似于縫106和極小空隙的縫或極小空隙?？障?08允許沉積期間的反應(yīng)和產(chǎn)物氣體更容易流入和流出溝槽。形成在側(cè)向上具有長的長度的空隙(諸如圖3中的346)的可能性明顯更低并且可以消除。因此，剝離或其他不利影響可能大大降低并且可以消除。

一些蝕刻工具在溝槽的縱橫比增大時在維持溝槽深度的形狀方面可能存在困難。因此，在可供選擇的實施例(未示出)中，在溝槽的底部附近，可以形成內(nèi)埋的空隙。內(nèi)埋的空隙可類似于連接到多個空隙108的隧道。內(nèi)埋的空隙可延伸到不超過溝槽向上一半、溝槽向上三分之一、溝槽向上四分之一或甚至更小的高度。在溝槽上部中的空隙108和填充材料可有助于維持機械完整性并且可以不具有相對于圖3所述的問題。

極小的空隙107和空隙108被封蓋部分112封蓋，如圖11中所示。可執(zhí)行沉積-蝕刻-沉積工藝步驟以沿著空隙的頂部形成材料。在沉積-蝕刻-沉積步驟中所用的材料可以是用于填充溝槽的相同材料。在沉積-蝕刻-沉積工藝期間在空隙108內(nèi)沉積的材料可具有看起來成拱形(類似于拱形教堂頂)的橫截面輪廓。在另一個實施例中，不執(zhí)行沉積-蝕刻-沉積工藝步驟，并且可在后續(xù)加工期間對縫106至空隙108封蓋。

繼續(xù)該工藝以形成完工的電子器件。后續(xù)加工可見于US 8492260和US 8981533。在溝槽內(nèi)形成的結(jié)構(gòu)可用于形成穿過襯底的通孔、電容器或其他電子部件。

如本文所述的實施例可用于在進行襯底圖案化以限定溝槽時改善控制，以提高在溝槽內(nèi)形成的結(jié)構(gòu)的機械完整性、降低泄漏電流或不利地影響電子器件的其他參數(shù)。溝槽的更寬部分可允許蝕刻劑和蝕刻工藝氣體更容易地在溝槽內(nèi)流動。可以實現(xiàn)不同溝槽之間更均勻的深度。該更寬部分還允許更好地控制將要形成空隙的位置和大小。因此，電子器件的設(shè)計可使得能實現(xiàn)更好的溝槽清晰度、更均勻的溝槽深度、改善的在溝槽內(nèi)形成的結(jié)構(gòu)的機械完整性和降低的剝離或其他結(jié)構(gòu)問題的可能性。形成有這樣 的溝槽的電子器件可具有更低的泄漏電流和襯底與襯底之間更高的電子特性重現(xiàn)性。

許多不同的方面和實施例是可能的。那些方面和實施例中的一些在下文進行描述。在閱讀本說明書后，技術(shù)人員將認識到，那些方面和實施例僅為示例性的，而不限制本發(fā)明的范圍。示例性實施例可根據(jù)如下所列的實施例中的任一個或多個。

實施例1。一種電子器件，該電子器件包括：襯底，該襯底限定第一溝槽，該第一溝槽具有第一部分和與第一部分側(cè)向相鄰的第二部分，其中第一部分具有第一寬度，第二部分具有第二寬度，并且第一寬度大于第二寬度；以及第一材料，該第一材料在第一溝槽的第一部分內(nèi)的預(yù)定位置限定第一空隙并在第一溝槽的第二部分內(nèi)具有縫。

實施例2。實施例1的電子器件，還包括第一溝槽的側(cè)壁與第一材料之間的絕緣層，其中第一材料為導(dǎo)電材料。

實施例3。實施例1的電子器件，還包括第二材料，其中襯底限定第二溝槽，并且第二材料設(shè)置在第二溝槽內(nèi)，其中第一材料和第二材料中的每一者均為導(dǎo)電材料。

實施例4。實施例3的電子器件，其中第一材料側(cè)向圍繞第二材料并為n-軸連接器的隔離環(huán)或部件，其中n為至少2。

實施例5。實施例3的電子器件，其中所述第一溝槽和第二溝槽中的一個的深度在所述第一溝槽和第二溝槽中的另一個的深度的80％至120％的范圍內(nèi)。

實施例6。實施例1的電子器件，其中第一材料為穿過襯底的通孔的至少一部分。

實施例7。實施例1的電子器件，其中溝道的第二部分具有至少10的縱橫比。

實施例8。實施例1的電子器件，其中從頂視圖中，第一空隙具有一個或多個側(cè)向尺寸，其中第一空隙的一個或多個側(cè)向尺寸中的每一個小于第一寬度；第一材料限定第二空隙；并且從頂視圖中，第二空隙具有一個或多個側(cè)向尺寸，其中第二空隙的一個或多個側(cè)向尺寸中的每一個不大于第一空隙的一個或多個側(cè)向尺寸中的每一個的0.3倍。

實施例9。實施例8的電子器件，其中第二空隙不在預(yù)定的位置。

實施例10。一種電子器件，該電子器件包括：限定溝槽的襯底，和在溝槽內(nèi)的預(yù)定位置限定間隔開的空隙的材料。

實施例11。一種形成電子器件的方法，該方法包括：

在襯底上方形成掩蔽層，其中掩蔽層限定第一開口，第一開口包括具有第一寬度的第一部分和具有第二寬度的第二部分，其中第一寬度大于第二寬度；

圖案化襯底以限定第一溝槽，第一溝槽具有對應(yīng)于掩蔽層的第一開口的第一部分和第二部分的第一部分和第二部分，其中，在圖案化過程中，與使用具有對應(yīng)于第二寬度的均勻?qū)挾鹊牟煌谀Ｏ啾?，第一溝槽的第一部分允許蝕刻劑氣體更容易到達第一溝槽底部處或附近的位置，以及允許蝕刻產(chǎn)物氣體更容易從第一溝槽底部處或附近的位置移除，或允許這兩種情況；以及

將材料沉積在第一溝槽內(nèi)。

實施例12。實施例11的方法，其中執(zhí)行在第一溝槽內(nèi)的材料沉積，以使得與使用具有對應(yīng)于第二寬度的均勻?qū)挾鹊牟煌谀Ｏ啾?，第一溝槽的第一部分允許沉積材料更容易到達第一溝槽底部處或附近的位置。

實施例13。實施例11的方法，其中執(zhí)行在第一溝槽內(nèi)的材料沉積以使得與使用具有對應(yīng)于第二寬度的均勻?qū)挾鹊牟煌谀Ｏ啾龋瑴喜鄣牡谝徊糠衷试S沉積反應(yīng)物更容易地到達第一溝槽底部處或附近的位置，允許沉積產(chǎn)物氣體更容易從第一溝槽底部處或附近的位置移除，或允許這兩種情況。

實施例14。實施例11的方法，其中沉積材料以在第一溝槽內(nèi)限定第一空隙，并且該材料在第二部分內(nèi)具有縫。

實施例15。實施例14的方法，其中在第一空隙的最高高度處，第一空隙不具有大于第一溝槽的第一寬度的側(cè)向尺寸。

實施例16。實施例14的方法，其中執(zhí)行襯底圖案化以使得第一溝槽包括在預(yù)定位置的另外的間隔開的第一部分，與在該另外的間隔開的第一部分之間的另外的第二部分；沉積材料以限定在第一溝槽內(nèi)的另外的間隔開的第一空隙，并且材料在該另外的間隔開的第二部分內(nèi)限定第二空隙，其中第二空隙不在預(yù)定的位置。

實施例17。實施例11的方法，其中由材料限定的第一空隙位于第一溝槽的第一部分內(nèi)，并且從頂視圖中，第一空隙具有一個或多個側(cè)向尺寸，其中第一空隙的一個或多個側(cè)向尺寸中的每一個小于第一寬度；以及由材料限定的第二空隙位于第一溝槽的第二部分內(nèi)，并且從頂視圖中，第二空隙具有一個或多個側(cè)向尺寸，其中第二空隙的一個或多個側(cè)向尺寸中的每一個不大于第一空隙的一個或多個側(cè)向尺寸中的每一個的0.3倍。

實施例18。實施例11的方法，還包括用封蓋材料對第一空隙封蓋。

實施例19。實施例18的方法，其中封蓋使用沉積-蝕刻-沉積技術(shù)進行。

實施例20。實施例11的方法，其中：

掩蔽層限定第二開口，其中第一開口側(cè)向圍繞第二開口；

圖案化襯底以進一步限定圍繞第一溝槽的第二溝槽；

該方法還包括在沉積導(dǎo)電材料前沿著第一溝槽和第二溝槽的側(cè)壁形成絕緣層；以及

執(zhí)行材料沉積以使得材料沉積在第二溝槽中，其中該材料為導(dǎo)電的。

注意，并不需要上文在一般性說明或例子中所述的所有活動，某一具體活動的一部分可能不需要，并且除了所述的那些之外還可能執(zhí)行一項或多項另外的活動。還有，列出的活動所按的順序不一定是執(zhí)行所述活動的順序。

上文已經(jīng)關(guān)于具體實施例描述了有益效果、其他優(yōu)點和問題解決方案。然而，這些有益效果、優(yōu)點、問題解決方案，以及可導(dǎo)致任何有益效果、優(yōu)點或解決方案出現(xiàn)或變得更明顯的任何特征都不應(yīng)被解釋為是任何或所有權(quán)利要求的關(guān)鍵、需要或必要特征。

本文描述的實施例的說明書和圖示旨在提供對各種實施例的結(jié)構(gòu)的一般性理解。說明書和圖示并非旨在用作對使用本文所述的結(jié)構(gòu)或方法的設(shè)備及系統(tǒng)的所有要素和特征的窮盡性及全面性描述。單獨的實施例也可以按組合方式在單個實施例中提供，相反，為了簡便起見而在單個實施例的背景下描述的各種特征也可以單獨地或以任何子組合的方式提供。此外，對表示為范圍的值的提及包括在該范圍內(nèi)的所有值。許多其他實施例 僅對閱讀了本說明書之后的技術(shù)人員是顯而易見的。其他實施例也可以使用并從本公開中得出，以使得可以在不脫離本公開范圍的情況下進行結(jié)構(gòu)替換、邏輯替換或另外的改變。因此，本公開應(yīng)當(dāng)被看作是示例性的，而非限制性的。