[发明专利]一种半导体装置及其形成方法

说明书

本发明涉及一种半导体装置及其形成方法，该方法包括以下步骤：在半导体基底上设置有芯片区、围绕所述芯片区的保护环区域以及围绕所述保护环区域的切割线区域；在所述半导体基底的上表面形成第一沟槽、第二沟槽以及第三沟槽；在所述第一沟槽中填充介电材料以形成第一介电层；在所述第二沟槽中形成第一纳米线层；在所述第三沟槽中形成第二纳米线层，接着在所述第一介电层上沉积第二介电层，在所述第一纳米线层上形成第一金属/介电叠层，以形成第一保护环结构，并在所述第二纳米线层上沉积第二金属/介电叠层，以形成第二保护环结构。

技术领域

本发明涉及半导体技术，尤其是涉及一种半导体装置及其形成方法。

背景技术

保护环结构一般形成于半导体晶圆上的每个半导体芯片的切割线区域和集成电路区域之间，并且常规的保护环结构通常是直接在半导体晶圆上通过交替地层叠多个介电层与多个金属层来形成该密封环，其中金属层通过穿过介电层的通孔互连。当沿切割线执行半导体晶圆切割工艺时，保护环结构可以阻止在半导体晶圆切割工艺期间产生 的从切割线区域至集成电路区域的龟裂。另外，保护环可以阻止水分渗透或者化学损伤。但是，由于半导体器件的尺寸进一步缩小以及电子产品中更小尺寸和更多功能的需求不断增长，抑制半导体晶圆在切割过程中发生的龟裂问题依然很重要。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种半导体装置及其形成方法。

为实现上述目的，本发明提出的一种半导体装置的形成方法，包括以下步骤：

步骤1提供一半导体基底，在所述半导体基底上设置有芯片区、围绕所述芯片区的保护环区域以及围绕所述保护环区域的切割线区域。

步骤2在所述半导体基底的上表面形成第一沟槽、第二沟槽以及第三沟槽，其中，所述第一沟槽位于所述切割线区域，所述第二沟槽和所述第三沟槽均位于所述保护环区域，且所述第二沟槽位于所述第一沟槽和所述第三沟槽之间，所述第一沟槽的深度大于所述第二沟槽的深度，所述第三沟槽的深度大于所述第二沟槽的深度。

步骤3接着在所述第一沟槽中填充介电材料以形成第一介电层。

步骤4接着在所述半导体基底上形成第一光刻胶掩膜，所述第一光刻胶掩膜露出所述第二沟槽，接着在所述半导体基底上旋涂含有纳米线的第一悬浮液，以在所述第二沟槽中形成第一纳米线层。

步骤5接着在所述半导体基底上形成第二光刻胶掩膜，所述第二光刻胶掩膜露出所述第三沟槽，接着在所述半导体基底上旋涂含有纳米线的第二悬浮液，以在所述第三沟槽中形成第二纳米线层，其中，所述第二纳米线层中的纳米线的直径小于所述第一纳米线层中的纳米线的直径，且所述第二纳米线层中的纳米线的长度小于所述第一纳米线层中的纳米线的长度。

步骤6接着所述第一介电层上沉积第二介电层，在所述第一纳米线层上形成第一金属/介电叠层，以形成第一保护环结构，并在所述第二纳米线层上沉积第二金属/介电叠层，以形成第二保护环结构。

作为优选，在所述步骤2中，通过在所述半导体基底上涂覆光刻胶以形成光刻胶层，接着通过掩膜版使用紫外光照射所述光刻胶层，接着通过显影工艺去除未曝光区域的光刻胶，以形成图案化的光刻胶掩膜，接着利用所述图案化的光刻胶掩膜对所述半导体基底进行湿法刻蚀或干法刻蚀以分别形成所述第一沟槽、所述第二沟槽以及所述第三沟槽。

作为优选，在所述步骤2中，所述第一沟槽的深度2-4微米，所述第二沟槽的深度为1-3微米，所述第三沟槽的深度为3-5微米。

作为优选，在所述步骤3中，所述第一介电层的材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝中的一种，所述第一介电层通过PECVD、热氧化或ALD法形成。

作为优选，在所述步骤4和所述步骤5中，所述第一纳米线层和所述第二纳米线层中的纳米线为金属纳米线、半导体纳米线或绝缘体纳米线。