[發明專利]具有貫穿晶片的通孔的晶片及其制造方法

有效

• 申請號: 200810083087.8
• 申請日: 2008-03-21
• 公開（公告）號: CN101276801A
• 公開（公告）日: 2008-10-01
• 發明（設計）人: T·D·蘇里文;K·J·斯坦;P·S·安德雷;王平川;B·C·韋伯;E·J·斯普羅吉斯;C·K－I·曾
• 申請（專利權）人: 國際商業機器公司
• 主分類號: H01L23/522
• 分類號: H01L23/522;H01L23/482;H01L21/768;H01L21/60
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 秦晨

技術領域

本發明一般涉及貫穿晶片的通孔，更具體地涉及形成具有高縱橫比的貫穿晶片的通孔。

背景技術

在常規半導體晶片中，需要形成從半導體晶片的頂面電連接到半導體晶片的底面的貫穿晶片的通孔(因此，命名為貫穿晶片的通孔)。如果貫穿晶片的通孔具有高的縱橫比(即，貫穿晶片的通孔的高度遠大于其寬度)，貫穿晶片的通孔是非常難以形成。因此，需要一種比現有技術的方法更佳的形成貫穿晶片的通孔的方法。

發明內容

本發明提供一種結構，該結構包括：(a)晶片，該晶片包括(i)開口和(ii)晶片頂面，其中，該晶片頂面限定與所述晶片頂面垂直的第一參考方向；以及(b)處于開口中的貫穿晶片的通孔，其中，所述貫穿晶片的通孔具有矩形板的形狀，所述貫穿晶片的通孔在所述第一參考方向上的高度基本上等于所述晶片在所述第一參考方向上的厚度，所述貫穿晶片的通孔在第二參考方向上的長度是所述貫穿晶片的通孔在第三參考方向上的寬度的至少十倍，所述貫穿晶片的通孔的所述高度是所述貫穿晶片的通孔的所述寬度的至少十倍，所述第二參考方向和所述第三參考方向相互垂直，所述第二參考方向和所述第三參考方向都垂直于所述第一參考方向。

本發明提供了一種比現有技術的方法更佳的形成貫穿晶片的通孔的方法。

附圖說明

圖1A至圖1G示出根據本發明的實施例的經歷通孔制造工藝的不同步驟的半導體結構的頂視圖和剖視圖。

圖2A示出根據本發明的實施例的貫穿晶片的通孔結構的頂視圖。

圖2A’示出根據本發明的實施例的圖2A的貫穿晶片的通孔結構的透視圖。

圖2B示出根據本發明的實施例的貫穿晶片的通孔系統的頂視圖。

圖2C示出根據本發明的實施例的圖2B的貫穿晶片的通孔系統的頂視圖。

圖3A示出根據本發明的實施例的另一貫穿晶片的通孔的頂視圖。

圖3B示出根據本發明的實施例的利用圖3A的貫穿晶片的通孔的貫穿晶片的通孔結構的頂視圖。

圖4示出根據本發明的實施例的貫穿晶片的通孔410的透視圖。

圖5示出根據本發明的實施例的貫穿晶片的通孔500的頂視圖。

具體實施方式

圖1A至圖1G示出根據本發明的實施例的經歷通孔制造工藝的不同步驟的半導體結構100的頂視圖和剖視圖。

更具體地說，參照圖1A(頂視圖)，通孔制造工藝以半導體結構100開始，該半導體結構100包括硅晶片105和處于硅晶片105中的貫穿晶片的通孔溝槽110。貫穿晶片的通孔溝槽110可以通過光刻和蝕刻方法形成。

在一個實施例中，貫穿晶片的通孔溝槽110的長度110b遠大于貫穿晶片的通孔溝槽110的寬度110a(例如，是貫穿晶片的通孔溝槽110的寬度110a的至少十倍)。例如，寬度110a可以是4μm，而長度110b可以是至少40μm。

圖1Ai示出根據本發明的實施例的沿著第一線1Ai-1Ai的圖1A的半導體結構100的剖視圖。在一個實施例中，貫穿晶片的通孔溝槽110的深度110c是約180μm或者硅晶片105的厚度105a的約四分之一。

圖1Aii示出根據本發明的實施例的沿著第二線1Aii-1Aii的圖1A的半導體結構100的剖視圖。在一個實施例中，貫穿晶片的通孔溝槽110的深度110c是貫穿晶片的通孔溝槽110的寬度110a的至少十倍。

接下來，參照圖1Bi，在一個實施例中，在圖1Ai的半導體結構100的暴露表面上形成電介質層115。電介質層115可以包含二氧化硅。在一個實施例中，電介質層115可以通過在圖1Ai的半導體結構100的暴露表面上CVD(化學氣相沉積)二氧化硅而形成。或者，電介質層115可以通過熱氧化圖1Ai的半導體結構100的暴露表面而形成。

圖1Bii示出由于在圖1Aii的半導體結構100的暴露表面上形成電介質層115而得到的半導體結構100。

接下來，參照圖1Ci，在一個實施例中，在圖1Bi的半導體結構100上形成貫穿晶片的通孔層120(包含在貫穿晶片的通孔溝槽110中)。貫穿晶片的通孔層120可以包含鎢。貫穿晶片的通孔層120(包含在貫穿晶片的通孔溝槽110中)可以通過在圖1Bi的半導體結構100上CVD鎢而形成。

圖1Cii示出由于在圖1Bii的半導體結構100上形成貫穿晶片的通孔層120(包含在貫穿晶片的通孔溝槽110中)而得到的半導體結構100。