用于半导体器件制造的基板结构及其制造方法技术

本发明专利技术提出一种基板结构及其制造方法。该基板结构包括：基板阵列，所述基板阵列包括按照预定方向排列在同一平面上的多个基板，每个所述基板具有第一表面和与之相对的第二表面，所述基板阵列排列在与所述基板第一表面平行的平面上；多个基片，其连接所述相邻基板，所述基板和与其连接的基片的直立侧壁垂直；柔性材料层，所述柔性材料层位于至少部分所述基片表面和\或至少部分基板表面上。本发明专利技术通过在所述基片的表面形成柔性材料层，在拉伸竖直基板阵列形成平面基板阵列过程中，即使由于所述基片脆性过大发生断裂，相邻的基板还可以通过柔性材料层相连，较容易地实现将多个竖直基板拉伸成平面基板阵列状态，提高了器件结构的加工效率和成品率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造领域，特别涉及一种增大表面积的、。
技术介绍
近年来，随着半导体产业的迅速发展，半导体器件不断地朝小体积、高电路密集度、快速、低耗电方向发展，集成电路现已进入亚微米级的技术阶段。因此，为了适应小体积、高集成度的需要，目前提出了两方面的要求，一方面是要求晶圆片的直径逐渐增大，到 2005年，直径300mm硅片已成为主流产品，预计到2012年，将开始使用直径450mm(18in)硅片，晶圆片的直径大约以每9年增大I. 5倍的速度不断增大，而向大面积发展。另一方面也提出了一种要求，即希望在不增加现有的晶圆片尺寸的基础上增加表面积利用率，从而提高其可加工的表面积。在半导体器件加工工艺中，常用的材料如Si02、SiN等具有较大的脆性，在制作如太阳能电池等薄膜结构的器件时，弯折或拉伸时容易导致Si02、SiN等材料断裂，使得相连接的器件结构之间断开，导致整体的器件结构被破坏或是在器件加工过程中使得成品率、 生产效率降低。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在至少解决上述技术缺陷，特别是对包含较大脆性薄膜结构进行拉伸易使薄膜结构断裂而导致相连接的器件结构断开的问题。为达到上述目的，本专利技术提供了一种基板结构，其特征在于，包括基板阵列，所述基板阵列包括按照预定方向排列在同一平面上的多个基板，每个所述基板具有第一表面和与之相对的第二表面，所述基板阵列排列在与所述基板第一表面平行的平面上；多个基片，其连接所述相邻基板；柔性材料层，所述柔性材料层位于至少部分所述基片表面和\或至少部分基板表面上。根据本专利技术一个方面，所述基板和与其连接的基片的直立侧壁垂直。根据本专利技术一个方面，所述基片的材料包括绝缘材料、金属、半导体材料、聚合物或其组合。根据本专利技术一个方面，所述柔性材料层包括金属、聚合物、纳米材料或其组合。根据本专利技术一个方面，所述金属包括金、铝、银、铜、钛或其组合。根据本专利技术一个方面，所述聚合物包括硅胶、聚丙烯、有机玻璃、丙烯酸树脂、丙烯酸、PMMA、Polycast、透明合成树脂、树脂玻璃、聚对二甲苯、环氧树脂、聚碳酸酯、聚娃酮、 聚氨酯、聚酰胺、含氟聚合物、聚烯烃、胶原、几丁质，甲壳素、藻朊酸纤维、聚乙烯吡咯烷酮、 聚乙二醇、聚氧化乙烯，聚环氧乙烷、聚乙烯醇、聚乙二醇乳酸、聚乳酸、聚己内酯、聚氨基酸、水凝胶、聚二甲基硅氧烷(PDMS)或其组合；以及所述纳米材料包括纳米管、石墨烯或其组合。根据本专利技术一个方面，所述柔性材料层的厚度为O. I ΙΟΟμπι,优选为I 30 μ m0根据本专利技术一个方面，所述的基板结构还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层。根据本专利技术一个方面，所述基板材料包括单晶Si、单晶Ge、单晶SiGe、多晶Si、多晶Ge、多晶SiGeJhaH Si、非晶Ge、非晶SiGe、III-V或II-VI族化合物半导体或其组合。根据本专利技术一个方面，所述基片的厚度小于所述基板厚度的1/3，所述基板的厚度为基板第一表面和第二表面之间的距离。根据本专利技术一个方面，所述基片具有第一表面和与其相对的第二表面，所述柔性材料层位于所述基片的第一表面和第二表面上。根据本专利技术一个方面，所述基片至少部分材料与基板的材料相同。此外本专利技术还提供了一种用于半导体器件的基板结构的制造方法，其特征在于， 包括如下步骤a)提供衬底,所述衬底包括第一表面和与第一表面相对的第二表面；b)对所述衬底的第一表面和第二表面进行构图；c)从所述衬底的第一表面形成至少两个第一沟槽；以及从所述衬底的第二表面形成至少一个第二沟槽，其中每个所述第二沟槽位于相邻的两个所述第一沟槽之间，从而形成至少两个基板和至少一个基片构成的竖直基板阵列；d)在竖直基板阵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层；e)拉伸所述竖直基板阵列形成平面基板阵列。根据本专利技术一个方面，在所述步骤c)和d)之间或者在步骤e)之后在所述基板上形成器件。根据本专利技术一个方面，所述基片的至少部分材料与所述衬底材料相同。根据本专利技术一个方面，所述步骤d)中的柔性材料层通过喷涂、CVD、PVD、ALD、蒸镀、旋涂或其组合的工艺所形成。根据本专利技术一个方面，所述柔性材料层包括金属、聚合物、纳米材料或其组合。根据本专利技术一个方面，所述金属包括金、铝、银、铜、钛或其组合。根据本专利技术一个方面，所述聚合物包括硅胶、聚丙烯、有机玻璃、丙烯酸树脂、丙烯酸、PMMA、Polycast、透明合成树脂、树脂玻璃、聚对二甲苯、环氧树脂、聚碳酸酯、聚娃酮、 聚氨酯、聚酰胺、含氟聚合物、聚烯烃、胶原、几丁质，甲壳素、藻朊酸纤维、聚乙烯吡咯烷酮、 聚乙二醇、聚氧化乙烯，聚环氧乙烷、聚乙烯醇、聚乙二醇乳酸、聚乳酸、聚己内酯、聚氨基酸、水凝胶、聚二甲基硅氧烷(PDMS)或其组合；以及所述纳米材料包括纳米管、石墨烯或其组合。根据本专利技术一个方面，所述柔性材料层的厚度为O. I 100 μ m，优选为I 30 μ m0根据本专利技术一个方面，所述步骤e)中拉伸步骤包括沿所述预定方向拉伸所述竖直基板阵列，以使连接相邻基板间的基片弯曲成弧形，所述基板具有第一表面和与之相对的第二表面，且所述基板的第一表面和第二表面与弧形基片的直立侧壁垂直，所述多个基板的第一表面和第二表面分别在相互平行的两个平面上。根据本专利技术一个方面，所述步骤e)中拉伸步骤操作的温度为0°C 300°C。根据本专利技术一个方面，所述步骤e)中拉伸步骤操作的温度为10°C 90°C。根据本专利技术一个方面，所述步骤e)中，相邻的所述弯曲基片弯曲方向相反，基片弯曲形成弧形槽。根据本专利技术一个方面，所述弯曲基片形成的弧形槽内具有所述柔性材料。根据本专利技术一个方面，其中所述步骤e)之后还包括除去所述柔性材料的步骤。根据本专利技术一个方面，在所述步骤a)还包括在所述衬底的上表面和下表面形成基片层。根据本专利技术一个方面，其中在所述步骤c)和d)之间或者在所述步骤d)和e)之间还包括如下步骤将竖直基板阵列从衬底上分离出来。根据本专利技术一个方面，所述基片的材料包括绝缘层、金属层、聚合物、半导体材料及其组合。根据本专利技术一个方面，其中所述步骤c)中形成第一沟槽和第二沟槽的步骤包括 从所述衬底的第一表面刻蚀多个第一沟槽，并停止在所述第二表面的基片层上；以及从所述衬底的第二表面刻蚀多个第二沟槽，并停止在所述第一表面的基片层上。根据本专利技术一个方面，其中步骤b)包括在所述第一表面的基片层上形成具有多个开口的光刻胶；刻蚀所述基片层，以去除所述第一表面的多个开口处的基片层；去除所述光刻胶；在所述第二表面的基片层上形成具有多个开口的光刻胶；刻蚀所述基片层，以去除第二表面的多个开口处的基片层；去除所述光刻胶。根据本专利技术一个方面，其中步骤c)中形成所述第一沟槽和第二沟槽的方法包括干法刻蚀、湿法刻蚀或其组合。根据本专利技术一个方面，其中步骤c)还包括至少在所述第一沟槽和/或第二沟槽的侧壁形成界面层的步骤。根据本专利技术一个方面，其中至少所述第一沟槽和第二沟槽之一的深度至少大于所述基板厚度与相邻基板之间间隔之和。根据本专利技术一个方面，其中所述基片的厚度小于所述基板厚度的1/3。本专利技术有效地利用了衬底的厚度，在不增加整个晶圆尺寸的前提下，提高了晶圆可加工的表面积或表面积的利用率。通过在所述基片的表面形成柔性材料层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱慧珑，骆志炯，尹海洲，
申请(专利权)人：朱慧珑，骆志炯，尹海洲，
类型：发明
国别省市：