利用襯底進行加工的基板結構及其製造方法

2023-05-29 03:13:56

專利名稱：利用襯底進行加工的基板結構及其製造方法
技術領域：
本發明涉及半導體製造領域，特別涉及一種具有增大的表面積的、用於半導體器 件製造的基板結構及其製造方法。
背景技術：
近年來，隨著半導體產業的迅速發展，半導體器件不斷地朝小體積、高電路密集 度、快速、低耗電方向發展，集成電路現已進入亞微米級的技術階段。因此，為了適應小體 積、高集成度的需要，目前提出了兩方面的要求，一方面是要求晶圓片的直徑逐漸增大，到 2005年，直徑300mm矽片已成為主流產品，預計到2012年，將開始使用直徑450mm(18in)矽 片，晶圓片的直徑大約以每9年增大1.5倍的速度不斷增大，而向大面積發展。另一方面也 提出了一種要求，即希望在不增加現有的晶圓片尺寸的基礎上增加表面積利用率，從而提 高其可加工的表面積。一種不增加整個晶圓片尺寸而提高表面積的方法，參考圖1，利用襯 底的厚度，分別從襯底相對的表面刻蝕襯底形成第一溝槽505和第二溝槽506，相鄰溝槽間 的襯底為基板501-1、501-2、501-3等，而後利用基板的側壁進行器件加工，從而提高表面 積利用率，但是在製造過程中，相鄰的基板會相互粘連，從而影響器件的成品率。

發明內容
為了解決上述問題，本發明提供了一種利用襯底進行加工的基板結構，包括基板 陣列，所述基板陣列包括按照預定方向排列的多個基板，每個所述基板包括第一表面和與 其相對的第二表面；多個基片，所述多個基片分別設置在所述基板的第一表面和第二表面 的外側，其中對於相間隔的基板的每一個，其第二表面與其一側的相鄰基板的第二表面共 用一個基片，以形成第一溝槽，且其第一表面與其另一側的相鄰基板的第一表面共用另一 個基片，以形成第二溝槽，所述第一溝槽與所述第二溝槽開口方向相反，以使所述基板結構 形成長城型結構；第一支架橋，所述第一支架橋從所述多個基板的第一表面橫跨所有第一 溝槽，以穩定長城型結構的相鄰基板。此外本發明還提供了一種用於半導體器件製造的基板結構的製造方法，包括如下 步驟:A、提供半導體襯底，所述襯底包括第一表面和與第一表面相對的第二表面；B、在所 述第一表面的襯底內形成至少一條第一凹槽，以及填充所述第一凹槽並覆蓋所述第一表面 以形成材料層，其中所述第一凹槽上材料層的厚度大於第一表面上材料層的厚度；C、刻蝕 所述材料層分別在第一表面上形成至少一個橫跨所有第一凹槽的第一刻蝕槽、第二表面上 形成至少兩個第二刻蝕槽，其中每個第一刻蝕槽位於相鄰的兩個第二刻蝕槽之間，所述第 一刻蝕槽暴露所述第一表面且不暴露所述第一凹槽底面；D、利用所述第一刻蝕槽從第一表 面刻蝕所述襯底形成第一溝槽，以及利用所述第二刻蝕槽從第二表面刻蝕所述襯底形成第 二溝槽，相鄰第一溝槽和第二溝槽間的襯底為半導體基板，所述基板結構形成長城型結構， 所述第一凹槽內的材料層形成支撐橋以穩定相鄰的基板；E、進行後續加工。根據本發明的基板結構有效地利用了襯底的厚度，形成基板的長城型結構，從而在不增加整個晶圓片尺寸的前提下，提高了晶圓片的可加工的表面積或表面積利用率。並 且，從基板的一個表面或兩個相對的表面形成橫跨所有溝槽的支架橋，支架橋減小了相鄰 基板相互粘連的可能性，從而形成了穩定的長城型結構，以便完成後續工序，提高器件的成品率。本發明附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發明的實踐了解到。


本發明上述的和/或附加的方面和優點從下面結合附圖對實施例的描述中將變 得明顯和容易理解，其中圖1示出了利用基板厚度增加襯底表面積利用率的基板結構的示意圖；圖2-圖21示出了根據本發明的實施例的基板結構的各個製造階段的示意圖；圖22-圖26示出了根據本發明實施例的基板結構形成太陽能電池結構的各個制 造階段的示意圖。
具體實施例方式下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附 圖描述的實施例是示例性的，僅用於解釋本發明，而不能解釋為對本發明的限制。下文的公 開提供了許多不同的實施例或例子用來實現本發明的不同結構。為了簡化本發明的公開， 下文中對特定例子的部件和設置進行描述。當然，它們僅僅為示例，並且目的不在於限制本 發明。此外，本發明可以在不同例子中重複參考數字和/或字母。這種重複是為了簡化和 清楚的目的，其本身不指示所討論各種實施例和/或設置之間的關係。此外，本發明提供了 的各種特定的工藝和材料的例子，但是本領域普通技術人員可以意識到其他工藝的可應用 於性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特徵在第二特徵之「上」的結構可以包 括第一和第二特徵形成為直接接觸的實施例，也可以包括另外的特徵形成在第一和第二特 徵之間的實施例，這樣第一和第二特徵可能不是直接接觸。本發明主要在於通過一種具有長城型結構及支架橋的基板結構，來增加襯底，例 如半導體襯底的利用率，提高其可加工的表面積，同時基板具有更好的穩定性。需要說明的是，本發明實施例中所有俯視圖均為從第一表面的俯視圖。如圖17(俯視圖)、18(AA』向視圖)、19和20 (BB』向視圖)示出了本發明實施例 的基板結構的示意圖，所述基板結構是利用襯底進行加工獲得，所述襯底可以是半導體襯 底，該半導體襯底的厚度可為0. 2-2mm。所述基板結構包括基板陣列，所述基板陣列包括 按照預定方向排列的多個基板101-1. . . 101-6，圖中示出的僅僅是示例，所述基板的數量可 以任意設置，優選為至少兩個。所述預定方向如圖18中的箭頭A所示，所述多個基板在方 向A上進行排列。每個所述基板包括第一表面301和與其相對的第二表面302。所述基板 結構還包括多個基片307-1. . . 307-3以及308-1. . . 308-3，圖中示出的僅僅是示例，所述基 片的數量可以任意設置，優選為至少一個。所述多個基片分別設置在所述基板的第一表面 301和第二表面302的外側。其中對於相間隔的基板的每一個，其第二表面302與其一側的相鄰基板的第二表面302共用一個基片，以形成第一溝槽305，且其第一表面301與其另 一側的相鄰基板的第一表面301共用另一個基片，以形成第二溝槽306，所述第一溝槽305 與第二溝槽306開口方向相反，以使所述基板結構形成長城型結構。所述基板結構還包括 第一支架橋411，所述第一支架橋411從所述多個基板101-1、101-3、101-5...的第一表 面301橫跨所有第一溝槽305，以穩定長城型結構的相鄰基板，所述第一支架橋可以為一個 或多個，優選為兩個，此外，優選地，還包括第二支架橋412，所述第二支架橋412從所述多 個基板的第二表面302橫跨所有第二溝槽306，以更好地穩定長城型結構的相鄰基板。其 中所述第一支架橋與所述第一溝槽夾角為a，所述第一溝槽的寬度為wl時，所述第一支架 橋的寬度為Wl*Sin(a)*(l/tan(35.26° )-l/tan(a))；所述第二支架橋與所述第二溝槽 之間的夾角為b，所述第二溝槽的寬度為w2時，所述第二支架橋的寬度為w2*Sin(b)*(l/ tan(35. 26° )-1/tan(b))，其中 W1 > 0，w2 > 0 並且 0 < a < 180° ,0 < b < 180°。所述 第一和第二支架橋包括氮化物、氧化物或其他材料。具體來說，例如，對於相間隔的基板的每一個，例如101-1、101-3、101-5···的 每一個，具體而言對於基板101-3，所述基板101-3的第二表面302與其一側的相鄰基板 101-2的第二表面302共用一個基片304-1，以形成第一溝槽305，且所述基板101-3的第一 表面301與其另一側的相鄰基板101-4的第一表面301共用另一個基片303-2，以形成第二 溝槽306，所述第一溝槽305與第二溝槽306開口方向相反。所述基板可以包括單晶半導體材料，例如單晶Si、單晶Ge、單晶SiGe的一種或其 組合，其中所述第一、第二溝槽的側壁所對應的基板表面的晶向為{111}，所述第一表面和 第二表面的晶向可以為{110}或{112}，並且可以包括N型摻雜配置或P型摻雜配置，這些 都可以根據基板結構的在實際應用過程中的需要進行配置，本發明不做限制。特別地，所述基板陣列與所述多個基片可以由相同或不同材料形成。所述基片也 可以是半導體材料，但也可以包括絕緣材料、金屬或上述材料的組合。而且所述基片可以包 括一個或多個層。可以根據需要配置每個層所使用的材料，例如，可以包括用於刻蝕停止的 絕緣層、用於導電的導電層等等。這些都可以根據基板結構的在實際應用過程中的需要進 行配置，本發明不做限制。此外，可選地，所述基片的外表面限定為所述襯底的兩側表面。特別地，所述基板結構還包括至少在所述第一溝槽305的側壁形成的界面層(圖 中未示出)。特別地，所述基板結構也可以還包括至少在所述第二溝槽306的側壁形成另一 個界面層(圖中未示出)。所述界面層可以通過摻雜離子擴散、半導體薄膜沉積以及沉積後 再進行退火擴散等多種方式形成，這些均可以根據需要進行選擇。所述界面層至少形成在 第一溝槽的側壁，在另外一些實施例中，所述界面層也可以形成在整個所述第一溝槽中。特別地，當所述多個第一溝槽305和所述多個第二溝槽306基本平行時，所述基板 陣列可以是包括基本平行的多個基板。特別地，所述基板和與其連接的基片可以是基本垂 直的，即所述第一溝槽和第二溝槽可以是基本矩形的形狀。由此形成了具有長城型結構和支架橋的基板結構。所述基板結構有效地利用了襯 底的厚度，所述支架橋使該基板結構在後續加工時具有更好的穩定性，進而提高了器件的 成品率，特別地，當至少所述第一 305和第二溝槽306之一的深度311大於基板寬度(屬於 同一基板的、相鄰兩溝槽的側壁所對應的表面之間的距離)310的2倍時，可以在不增加整 個晶圓片尺寸的前提下，獲得更多可加工的晶圓片的表面積，提高晶圓片的表面積利用率。而且當所述基片的厚度足夠薄時，例如所述基片的厚度小於所述基板寬度的1/3，可以通過 適當的工藝，容易地拉伸所述基板結構，以便進行後續的加工工藝。並且，由於所述基板結 構具有長城型結構，因此可以利用開口方向相反的兩組溝槽在後續的加工工藝中，很容易 地對基板結構的雙側分別進行不同材料的沉積和處理的工藝，簡化了製造工藝和成本。以上已經根據附圖描述根據本發明的實施例的新型基板結構，所述基板結構可以 應用於半導體器件的製造、以及薄膜太陽能電池製造等多種領域中。需要注意的是，本領域 技術人員能夠根據上述的基板結構可以選擇多種工藝進行製造，例如不同類型的產品線， 不同的工藝流程等等，但是這些工藝製造的基板結構只要具有與本發明基板結構基本相同 的結構，達到基本相同的效果，那麼也應包含在本發明的保護範圍之內。為了能夠更清楚的 理解本發明，以下將具體描述形成本發明上述的基板結構的方法及工藝，還需要說明的是， 以下步驟僅是示意性的，並不是對本發明的限制，本領域技術人員還可通過其他工藝實現。 以下實施例是本發明的優選實施例，能夠有效降低製造成本。以下將結合圖例詳細介紹上述基板結構的形成方法。第一實施例以下將根據圖例詳細本發明第一實施例的形成基板結構的方法，在第一實施例 中，僅在基板的第一表面上形成第一支架橋。步驟S101，如圖2所示，提供襯底100。在本發明的實施例中，所述襯底100為單 晶半導體襯底，包括但不限於單晶Si、單晶Ge、單晶SiGe或其組合，所述單晶襯底的第一表 面和第二表面的晶向可以為{110}或{112}。在其他實施例中，可通過多種方式生成該半導 體襯底，例如澱積、外延生長等，所述襯底可以具有N型摻雜配置或P型摻雜配置。其中，該 半導體襯底的厚度可為0. 2-2mm,當然本發明不限於此。所述襯底包括第一表面301和第二 表面302，所述第一表面301和第二表面302相對。在步驟S102，參考圖2 (俯視圖)、圖4 (BB』向視圖)和圖5 (俯視圖)、圖7 (BB』向 視圖)，在所述第一表面301的襯底100內形成至少一條第一凹槽401，以及填充所述第一 凹槽401並覆蓋所述第一表面301、第二表面302以形成材料層307、308。首先，可以從第 一表面301通過刻蝕技術形成第一凹槽401，如圖4所示，所述第一凹槽401為一條或者多 條，優選為兩條。所述第一凹槽401的深度為大約5-50um，寬度為大約2-30um。而後，通過 從第一表面301和第二表面302所在器件上沉積氮化物或者氧化物材料層，而後再次填充 第一凹槽401，從而在第一表面301和第一凹槽401內形成材料層307、第二表面302形成 材料層308，其中所述第一凹槽401上材料層的厚度大於第一表面301上材料層的厚度，如 圖7。在步驟S103，參考圖8(俯視圖)、圖14(AA』向視圖)和圖16(BB』向視圖)，刻蝕 所述材料層307、308分別在第一表面301上形成至少一個橫跨所有第一凹槽401的第一刻 蝕槽311、第二表面302上形成至少兩個第二刻蝕槽312，其中每個第一刻蝕槽311位於相 鄰的兩個第二刻蝕槽312之間。首先，在所述襯底100的第一表面301上形成具有預定間 隔配置的多個溝槽的光致抗蝕劑層309，如圖9 (AA』向視圖)所示；刻蝕所述材料層307，以 去除所述第一表面301的多個溝槽處的材料層307，形成第一刻蝕槽311，如圖10(AA』向視 圖)和12 (BB'向視圖)所示，由於所述第一凹槽401上的材料層厚度大於第一表面301上 材料層的厚度，因此，刻蝕後，所述第一刻蝕槽311暴露所述第一表面301且不暴露所述第一凹槽401底面；移除所述光致抗蝕劑層309。而後，在所述第二表面302上形成具有預定 間隔配置的多個溝槽的光致抗蝕劑層310，如圖13 (AA』向視圖)所示，以及刻蝕所述材料層 308，如圖14 (BB』向視圖)，以去除所述第二表面302的多個溝槽處的材料層308，形成第二 刻蝕槽312，如圖14(AA』向視圖)和16(BB』向視圖)所示；移除所述光致抗蝕劑層310。在步驟S104，參考圖17(俯視圖)、圖18(AA』向視圖)和20 (BB』向視圖)，利用所 述第一刻蝕槽311從第一表面301刻蝕所述襯底形成第一溝槽305，以及利用所述第二刻蝕 槽312從第二表面302刻蝕所述襯底形成第二溝槽306。可以選擇各向同性刻蝕方法來對 所述襯底進行刻蝕，例如可以利用溼法刻蝕，採用氫氧化鉀(K0H)、四甲基氫氧化銨(TMAH) 或乙二胺-鄰苯二酚(EDP)等溶劑進行選擇性刻蝕，在所述第一表面和第二表面的晶向為 {110}或{112}的情況下，刻蝕劑將會停止在襯底的{111}晶面上，所形成的第一溝槽305 和第二溝槽306其側壁所對應的表面的晶向為{111}。相鄰第一溝槽305和第二溝槽間306 的襯底為半導體基板101-x，所述基板結構形成長城型結構，而所述第一凹槽401內的材料 層橫跨所有第一溝槽305形成了第一支架橋411，以穩定長城型結構的相鄰基板。在形成 第一刻蝕槽311以及第一溝槽305時，所述第一支架橋411與其之間有夾角a，其中0 < a 0，優選地，所述第一支架橋的寬 度 wl，為 wl*Sin(a)*(l/tan(35. 26° )-1/tan (a))，如圖 17 和圖 20 所示。可選地，可以刻蝕全部或部分所述半導體襯底，例如可以刻蝕所述襯底的第一表 面301並停止在所述第二表面302的材料層308上，並刻蝕所述襯底的第二表面302並停 止在所述第一表面301的材料層307上。當然也可以只刻蝕一部分半導體層，即第一溝槽 和第二溝槽的底部不接觸所述材料層308、307。當所述襯底為一層時，僅可以刻蝕部分襯 底。特別地，可以構圖所述襯底，以使所述第一溝槽和第二溝槽為基本平行，這些均可 以根據設計需要來設置。這樣，每個所述第二溝槽306位於相鄰的兩個所述第一溝槽305 之間，以將所述襯底分割成至少兩個基板和至少一個基片，所述基板由第一溝槽305和第 二溝槽306的側壁所限定，所述基片連接相鄰的兩個所述基板，從而獲得具有長城型結構 的基板結構，如圖18所示。優選地，所述第一 305和第二溝槽306之一的深度320大於基 板寬度(屬於同一基板的、相鄰兩溝槽的側壁所對應的表面之間的距離)330的2倍。
特別地，當所述多個第一溝槽305和所述多個第二溝槽306基本平行時，所述基板 陣列可以是包括基本平行的多個基板。特別地，所述基板和與其連接的基片可以是基本垂 直的，即所述第一溝槽和第二溝槽可以是基本矩形的形狀。 步驟S105，對所述長城型基板結構進行後續加工。在將所述方法獲得的基板結構 應用於太陽能電池領域中時，進一步地，參考圖22、圖23，首先，當襯底100具有第一摻雜類 型時，可以至少在所述第一溝槽305的側壁形成具有第二類型摻雜的第一半導體層202，而 後在所述第一溝槽305側壁的第一半導體層202上形成第一電極層204，以及在第二溝槽 306的側壁上形成和第二電極層205，所述第一電極層204由TC0材料形成，所述TC0包括 Sn02、ln203、ZnO、ITO、CdO、Cd2Sn04、FTO、AZO或其組合，在這個示例中，所述第一電極層204 為進光面。可選地，還可以至少在所述第二溝槽306的側壁與所述第二電極205之間形成 具有第一類型摻雜的第二半導體層203，所述第二電極層205也可以作為進光面，即也可以 由TC0材料形成。可選擇地，第二電極層205也可以不作為進光面，並由適於導電的金屬材料形成。所述第一電極層204和第二電極層205的厚度分別為大約300-1000nm。第一 202 和第二半導體層203分別包括多晶矽、非晶態矽或其組合，厚度分別為大約10-500nm。可 選擇地，進一步地，還可以在進光面(第一電極層和/或第二電極層)上形成減反射層(圖 中未示出)，例如氮化物材料。所述減反射層的厚度可以為大約40-160nm。從而進一步增 加太陽能電池的進光效率。進一步地，可以將晶片的四周進行切割，如圖24所示，以便進行 下一步處理和加工。進一步地，可以沿第一溝槽和第二溝槽切割所述基板結構從而形成基板單元，參 考圖26，或者當所述基片的厚度足夠薄時，例如小於所述基板寬度1/3，可以通過適當的工 藝，容易地拉伸所述基板結構，從而使基板單元陣列形成在基本同一平面，參考圖25從而 適於下一步的處理和加工。第二實施例下面將僅就第二實施例區別於第一實施例的方面進行闡述。未描述的部分應當認 為與第一實施例採用了相同的步驟、方法或者工藝來進行，因此在此不再贅述。在第二實施 例中，在基板的第一表面、第二表面上均形成支架橋。步驟S201，如圖2所示，提供襯底100。同第一實施例。步驟S202，參考圖2 (俯視圖)、圖3 (BB』向視圖)和圖5 (俯視圖)、圖6 (BB』向視 圖)，在所述第一表面301的襯底100內形成至少一條第一凹槽401，以及在所述第二表面 302的襯底100內形成至少一跳第二凹槽402，以及填充所述第一凹槽401、第二凹槽402並 覆蓋所述第一表面301、第二表面302以形成材料層307、308。首先，可以從第一表面301 通過刻蝕技術形成第一凹槽401，並從第二表面302通過刻蝕技術形成第二凹槽402，如圖 3所示，所述第一或第二凹槽為一條或者多條，優選為兩條。所述第一凹槽401或第二凹槽 402的深度為大約5-50um，寬度為大約2_30um。而後，通過從第一表面301和第二表面302 所在器件上沉積氮化物或者氧化物材料層，而後再次填充第一凹槽401和第二溝槽402，從 而在第一表面301和第一凹槽401上形成材料層307、在第二表面302和第二凹槽402上形 成材料層308，其中所述第一凹槽401上材料層的厚度大於第一表面301上材料層的厚度， 所述第二凹槽402上材料層的厚度大於第二表面302上材料層的厚度，如圖6。在步驟S203，參考圖8(俯視圖)、圖9-10及圖13-14(AA，向視圖)和圖11、15(BB， 向視圖)，刻蝕所述材料層307、308分別在第一表面301上形成至少一個橫跨所有第一凹槽 401的第一刻蝕槽311、第二表面302上形成至少兩個橫跨所有第二凹槽402的第二刻蝕槽 312，形成步驟同第一實施例。其中所述第一刻蝕槽311暴露所述第一表面301且不暴露所 述第一凹槽401底面，所述第二刻蝕槽312暴露所述第二表面302且不暴露所述第二凹槽 402底面，如圖15所示。在步驟S204,參考圖17 (俯視圖)、圖18 (AA，向視圖)、19 (BB，向視圖)和圖21 (CC， 向視圖)，利用所述第一刻蝕槽311從第一表面301刻蝕所述襯底形成第一溝槽305，以及 利用所述第二刻蝕槽312從第二表面302刻蝕所述襯底形成第二溝槽306。所述方法同第 一實施例。相鄰第一溝槽305和第二溝槽間306的襯底為半導體基板101-x，所述基板結構 形成長城型結構，而所述第一凹槽401內的材料層橫跨所有第一溝槽305形成了第一支架 橋411，所述第二凹槽402內的材料層橫跨所有第二溝槽306形成了第二支架橋412，以穩 定長城型結構的相鄰基板。在形成第一刻蝕槽311以及第一溝槽305時，所述第一支架橋411與其之間有夾角a，其中0 < a 0，優選地，所述第一支架橋的寬度w』為wl*Sin (a) * (1/tan (35. 26° )-1/tan (a))。相同 地，在形成第二刻蝕槽312以及第二溝槽306時(同圖17第一支架橋的圖例)，所述第二支 架橋412與其之間有夾角b，其中0 < b 0，優選地，所述第二支架橋的寬度 w2，為 w2*Sin (b) * (1/tan (35. 26° )-1/tan (b))， 可參考圖17和圖19所示。步驟S105，對所述長城型基板結構進行後續加工。同第一實施例。以上對本發明實施例利用半導體襯底形成基板結構的製造方法進行了詳細的描 述，所述方法能夠形成具有支撐橋的長城型結構的基板結構，有效地利用襯底的厚度形成 長城型結構，提高晶圓片的表面積利用率，並且，從基板的一個表面或兩個相對的表面形成 橫跨所有溝槽的支架橋，支架橋減小了相鄰基板相互粘連的可能性，從而形成了穩定的長 城型結構，以便完成後續工序，提高器件的成品率。雖然關於示例實施例及其優點已經詳細說明，應當理解在不脫離本發明的精神和 所附權利要求限定的保護範圍的情況下，可以對這些實施例進行各種變化、替換和修改。對 於其他例子，本領域的普通技術人員應當容易理解在保持本發明保護範圍內的同時，工藝 步驟的次序可以變化。此外，本發明的應用範圍不局限於說明書中描述的特定實施例的工藝、機構、制 造、物質組成、手段、方法及步驟。從本發明的公開內容，作為本領域的普通技術人員將容 易地理解，對於目前已存在或者以後即將開發出的工藝、機構、製造、物質組成、手段、方法 或步驟，其中它們執行與本發明描述的對應實施例大體相同的功能或者獲得大體相同的結 果，依照本發明可以對它們進行應用。因此，本發明所附權利要求旨在將這些工藝、機構、制 造、物質組成、手段、方法或步驟包含在其保護範圍內。
權利要求
一種利用襯底進行加工的基板結構，所述結構包括基板陣列，所述基板陣列包括按照預定方向排列的多個基板，每個所述基板包括第一表面和與其相對的第二表面；多個基片，所述多個基片分別設置在所述基板的第一表面和第二表面的外側，其中對於相間隔的基板的每一個，其第二表面與其一側的相鄰基板的第二表面共用一個基片，以形成第一溝槽，且其第一表面與其另一側的相鄰基板的第一表面共用另一個基片，以形成第二溝槽，所述第一溝槽與所述第二溝槽開口方向相反，以使所述基板結構形成長城型結構；第一支架橋，所述第一支架橋從所述多個基板的第一表面橫跨所有第一溝槽，以穩定長城型結構的相鄰基板。
2.根據權利要求1所述的結構，還包括第二支架橋，所述第二支架橋從所述多個基板 的第二表面橫跨所有第二溝槽，以穩定長城型結構的相鄰基板。
3.根據權利要求1所述的結構，其中所述基板為單晶半導體，所述第一、第二溝槽的側 壁所對應的基板表面的晶向為{111}。
4.根據權利要求1或2所述的結構，其中所述第一支架橋與所述第一溝槽夾角為a， 所述第一溝槽的寬度為時，所述第一支架橋的寬度為wl*Sin (a) * (1/tan (35. 26° ) -1/ tan (a))；所述第二支架橋與所述第二溝槽之間的夾角為b，所述第二溝槽的寬度為w2時， 所述第二支架橋的寬度為 w2*Sin (b) * (1/tan (35. 26° ) -1/tan (b))，其中 W1 > 0，w2 > 0 並 且0<a<180° ,0 < b < 180°。
5.根據權利要求1所述的結構，其中所述第一和第二支架橋包括氮化物或氧化物。
6.根據權利要求1所述的結構，其中所述基板陣列包括基本平行的多個基板。
7.根據權利要求1所述的結構，其中所述基板和與其連接的基片基本垂直。
8.根據權利要求1所述的結構，還包括形成於所述第一溝槽內壁的第一半導體層以 及其上的第一電極，以及形成於所述第二溝槽內壁上的第二電極。
9.一種用於半導體器件的基板結構的製造方法，所述方法包括A、提供半導體襯底，所述襯底包括第一表面和與第一表面相對的第二表面；B、在所述第一表面的襯底內形成至少一條第一凹槽，以及填充所述第一凹槽並覆蓋所 述第一和第二表面以形成材料層，其中所述第一凹槽上材料層的厚度大於第一表面上材料 層的厚度；C、刻蝕所述材料層分別在第一表面上形成至少一個橫跨所有第一凹槽的第一刻蝕槽、 第二表面上形成至少兩個第二刻蝕槽，其中每個第一刻蝕槽位於相鄰的兩個第二刻蝕槽之 間，所述第一刻蝕槽暴露所述第一表面且不暴露所述第一凹槽底面；D、利用所述第一刻蝕槽從第一表面刻蝕所述襯底形成第一溝槽，以及利用所述第二刻 蝕槽從第二表面刻蝕所述襯底形成第二溝槽，相鄰第一溝槽和第二溝槽間的襯底為半導體 基板，所述基板結構形成長城型結構，所述第一凹槽內的材料層形成支撐橋以穩定相鄰的 基板；E、進行後續加工。
10.根據權利要求9所述的方法，其中所述襯底包括單晶襯底，所述單晶襯底包括單晶 Si、單晶Ge、單晶SiGe。
11.根據權利要求9所述的方法，其中所述第一、第二溝槽的側壁所對應的基板表面的 晶向為{111}。
12.根據權利要求9所述的方法，其中所述步驟B還包括在所述第二表面的襯底內形 成至少一條第二凹槽，以及填充所述第二凹槽並覆蓋所述第二表面以形成材料層，其中所 述第二凹槽上材料層的厚度大於第二表面上材料層的厚度。
13.根據權利要求12所述的方法，在所述步驟C中，所述第二刻蝕槽暴露所述第二表面 且不暴露所述第二凹槽底面。
14.根據權利要求12所述的方法，在所述步驟D中，所述第一和第二凹槽內的材料層形 成支撐橋以穩定相鄰的基板。
15.根據權利要求9所述的方法，其中所述步驟D中刻蝕所述襯底的步驟為各向異性 溼法腐蝕，所述溼法腐蝕的溶劑包括Κ0Η或TMAH。
16.根據權利要求9所述的方法，所述步驟E包括至少在所述第一溝槽的側壁形成第 一半導體層及其上的第一電極，以及至少在所述第二溝槽的側壁形成第二電極。
17.根據權利要求9或12所述的方法，其中所述第一支架橋與所述第一溝槽夾角為a， 所述第一溝槽的寬度為時，所述第一支架橋的寬度為Wl*Sin(a)*(l/tan(35.26° )_1/ tan (a))；所述第二支架橋與所述第二溝槽之間的夾角為b，所述第二溝槽的寬度為w2時， 所述第二支架橋的寬度為 w2*Sin (b) * (1/tan (35. 26° ) -1/tan (b))，其中 W1 > 0，w2 > 0 並 且0<a<180° ,0 < b < 180°。
全文摘要
本發明提出了一種基板結構及其製造方法。該基板結構包括基板陣列，所述基板陣列包括按照預定方向排列的多個基板，每個所述基板包括第一表面和與其相對的第二表面；分別設置在所述基板的第一表面和第二表面的外側的多個基片，其中對於相間隔的基板的每一個，其第二表面與其一側的相鄰基板的第二表面共用一個基片，以形成第一溝槽，且其第一表面與其另一側的相鄰基板的第一表面共用另一個基片，以形成第二溝槽，所述第一溝槽與所述第二溝槽開口方向相反；從所述多個基板的第一表面橫跨所有第一溝槽的第一支架橋。本發明有效地利用了襯底的厚度，提高了晶片的表面積利用率，支架橋減小了相鄰基板相互粘連的可能性。
文檔編號H01L31/18GK101997026SQ20101026071
公開日2011年3月30日 申請日期2010年8月19日 優先權日2009年8月19日
發明者尹海洲, 朱慧瓏, 駱志炯 申請人:朱慧瓏;尹海洲;駱志炯