用于半導體器件制造的基板結構及其制造方法技術

本發明專利技術提出一種基板結構及其制造方法。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在同一平面上的多個基板，每個所述基板具有第一表面和與之相對的第二表面，所述基板陣列排列在與所述基板第一表面平行的平面上；多個基片，其連接所述相鄰基板，所述基板和與其連接的基片的直立側壁垂直；柔性材料層，所述柔性材料層位于至少部分所述基片表面和\或至少部分基板表面上。本發明專利技術通過在所述基片的表面形成柔性材料層，在拉伸豎直基板陣列形成平面基板陣列過程中，即使由于所述基片脆性過大發生斷裂，相鄰的基板還可以通過柔性材料層相連，較容易地實現將多個豎直基板拉伸成平面基板陣列狀態，提高了器件結構的加工效率和成品率。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及半導體制造領域，特別涉及一種增大表面積的、。
技術介紹
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硅片已成為主流產品，預計到2012年，將開始使用直徑450mm(18in)硅片，晶圓片的直徑大約以每9年增大I. 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。在半導體器件加工工藝中，常用的材料如Si02、SiN等具有較大的脆性，在制作如太陽能電池等薄膜結構的器件時，彎折或拉伸時容易導致Si02、SiN等材料斷裂，使得相連接的器件結構之間斷開，導致整體的器件結構被破壞或是在器件加工過程中使得成品率、 生產效率降低。
技術實現思路
本專利技術的目的旨在至少解決上述技術缺陷，特別是對包含較大脆性薄膜結構進行拉伸易使薄膜結構斷裂而導致相連接的器件結構斷開的問題。為達到上述目的，本專利技術提供了一種基板結構，其特征在于，包括基板陣列，所述基板陣列包括按照預定方向排列在同一平面上的多個基板，每個所述基板具有第一表面和與之相對的第二表面，所述基板陣列排列在與所述基板第一表面平行的平面上；多個基片，其連接所述相鄰基板；柔性材料層，所述柔性材料層位于至少部分所述基片表面和\或至少部分基板表面上。根據本專利技術一個方面，所述基板和與其連接的基片的直立側壁垂直。根據本專利技術一個方面，所述基片的材料包括絕緣材料、金屬、半導體材料、聚合物或其組合。根據本專利技術一個方面，所述柔性材料層包括金屬、聚合物、納米材料或其組合。根據本專利技術一個方面，所述金屬包括金、鋁、銀、銅、鈦或其組合。根據本專利技術一個方面，所述聚合物包括硅膠、聚丙烯、有機玻璃、丙烯酸樹脂、丙烯酸、PMMA、Polycast、透明合成樹脂、樹脂玻璃、聚對二甲苯、環氧樹脂、聚碳酸酯、聚娃酮、 聚氨酯、聚酰胺、含氟聚合物、聚烯烴、膠原、幾丁質，甲殼素、藻朊酸纖維、聚乙烯吡咯烷酮、 聚乙二醇、聚氧化乙烯，聚環氧乙烷、聚乙烯醇、聚乙二醇乳酸、聚乳酸、聚己內酯、聚氨基酸、水凝膠、聚二甲基硅氧烷(PDMS)或其組合；以及所述納米材料包括納米管、石墨烯或其組合。根據本專利技術一個方面，所述柔性材料層的厚度為O. I ΙΟΟμπι,優選為I 30 μ m0根據本專利技術一個方面，所述的基板結構還包括至少在所述基板的第一表面和/或第二表面形成的界面層。根據本專利技術一個方面，所述基板材料包括單晶Si、單晶Ge、單晶SiGe、多晶Si、多晶Ge、多晶SiGeJhaH Si、非晶Ge、非晶SiGe、III-V或II-VI族化合物半導體或其組合。根據本專利技術一個方面，所述基片的厚度小于所述基板厚度的1/3，所述基板的厚度為基板第一表面和第二表面之間的距離。根據本專利技術一個方面，所述基片具有第一表面和與其相對的第二表面，所述柔性材料層位于所述基片的第一表面和第二表面上。根據本專利技術一個方面，所述基片至少部分材料與基板的材料相同。此外本專利技術還提供了一種用于半導體器件的基板結構的制造方法，其特征在于， 包括如下步驟a)提供襯底,所述襯底包括第一表面和與第一表面相對的第二表面；b)對所述襯底的第一表面和第二表面進行構圖；c)從所述襯底的第一表面形成至少兩個第一溝槽；以及從所述襯底的第二表面形成至少一個第二溝槽，其中每個所述第二溝槽位于相鄰的兩個所述第一溝槽之間，從而形成至少兩個基板和至少一個基片構成的豎直基板陣列；d)在豎直基板陣列的至少部分基片表面和\或至少部分基板表面上形成柔性材料層；e)拉伸所述豎直基板陣列形成平面基板陣列。根據本專利技術一個方面，在所述步驟c)和d)之間或者在步驟e)之后在所述基板上形成器件。根據本專利技術一個方面，所述基片的至少部分材料與所述襯底材料相同。根據本專利技術一個方面，所述步驟d)中的柔性材料層通過噴涂、CVD、PVD、ALD、蒸鍍、旋涂或其組合的工藝所形成。根據本專利技術一個方面，所述柔性材料層包括金屬、聚合物、納米材料或其組合。根據本專利技術一個方面，所述金屬包括金、鋁、銀、銅、鈦或其組合。根據本專利技術一個方面，所述聚合物包括硅膠、聚丙烯、有機玻璃、丙烯酸樹脂、丙烯酸、PMMA、Polycast、透明合成樹脂、樹脂玻璃、聚對二甲苯、環氧樹脂、聚碳酸酯、聚娃酮、 聚氨酯、聚酰胺、含氟聚合物、聚烯烴、膠原、幾丁質，甲殼素、藻朊酸纖維、聚乙烯吡咯烷酮、 聚乙二醇、聚氧化乙烯，聚環氧乙烷、聚乙烯醇、聚乙二醇乳酸、聚乳酸、聚己內酯、聚氨基酸、水凝膠、聚二甲基硅氧烷(PDMS)或其組合；以及所述納米材料包括納米管、石墨烯或其組合。根據本專利技術一個方面，所述柔性材料層的厚度為O. I 100 μ m，優選為I 30 μ m0根據本專利技術一個方面，所述步驟e)中拉伸步驟包括沿所述預定方向拉伸所述豎直基板陣列，以使連接相鄰基板間的基片彎曲成弧形，所述基板具有第一表面和與之相對的第二表面，且所述基板的第一表面和第二表面與弧形基片的直立側壁垂直，所述多個基板的第一表面和第二表面分別在相互平行的兩個平面上。根據本專利技術一個方面，所述步驟e)中拉伸步驟操作的溫度為0°C 300°C。根據本專利技術一個方面，所述步驟e)中拉伸步驟操作的溫度為10°C 90°C。根據本專利技術一個方面，所述步驟e)中，相鄰的所述彎曲基片彎曲方向相反，基片彎曲形成弧形槽。根據本專利技術一個方面，所述彎曲基片形成的弧形槽內具有所述柔性材料。根據本專利技術一個方面，其中所述步驟e)之后還包括除去所述柔性材料的步驟。根據本專利技術一個方面，在所述步驟a)還包括在所述襯底的上表面和下表面形成基片層。根據本專利技術一個方面，其中在所述步驟c)和d)之間或者在所述步驟d)和e)之間還包括如下步驟將豎直基板陣列從襯底上分離出來。根據本專利技術一個方面，所述基片的材料包括絕緣層、金屬層、聚合物、半導體材料及其組合。根據本專利技術一個方面，其中所述步驟c)中形成第一溝槽和第二溝槽的步驟包括 從所述襯底的第一表面刻蝕多個第一溝槽，并停止在所述第二表面的基片層上；以及從所述襯底的第二表面刻蝕多個第二溝槽，并停止在所述第一表面的基片層上。根據本專利技術一個方面，其中步驟b)包括在所述第一表面的基片層上形成具有多個開口的光刻膠；刻蝕所述基片層，以去除所述第一表面的多個開口處的基片層；去除所述光刻膠；在所述第二表面的基片層上形成具有多個開口的光刻膠；刻蝕所述基片層，以去除第二表面的多個開口處的基片層；去除所述光刻膠。根據本專利技術一個方面，其中步驟c)中形成所述第一溝槽和第二溝槽的方法包括干法刻蝕、濕法刻蝕或其組合。根據本專利技術一個方面，其中步驟c)還包括至少在所述第一溝槽和/或第二溝槽的側壁形成界面層的步驟。根據本專利技術一個方面，其中至少所述第一溝槽和第二溝槽之一的深度至少大于所述基板厚度與相鄰基板之間間隔之和。根據本專利技術一個方面，其中所述基片的厚度小于所述基板厚度的1/3。本專利技術有效地利用了襯底的厚度，在不增加整個晶圓尺寸的前提下，提高了晶圓可加工的表面積或表面積的利用率。通過在所述基片的表面形成柔性材料層本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：朱慧瓏，駱志炯，尹海洲，
申請(專利權)人：朱慧瓏，駱志炯，尹海洲，
類型：發明
國別省市：