[發明專利]硅導通孔的制造方法與硅導通孔結構

無效

• 申請號: 200910002977.6
• 申請日: 2009-01-23
• 公開（公告）號: CN101789390A
• 公開（公告）日: 2010-07-28
• 發明（設計）人: 王慶鈞;吳岱原;陳佑升;林哲歆
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L23/535
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 彭久云

1.一種硅導通孔的制造方法，至少包括：

于硅襯底中形成第一環狀溝槽；

于該第一環狀溝槽內形成第一導電層、電容介電層與第二導電層；

于該第一環狀溝槽所圍繞的該硅襯底中形成開口；

于該開口的內表面形成絕緣層；

于該開口內填入導電材料；

從該硅襯底的背面進行平坦化工藝，以去除部分該硅襯底，同時去除該開口底部的該絕緣層而構成導電通孔，并去除該第一環狀溝槽底部的該第一導電層及該電容介電層；

去除該絕緣層與該第二導電層之間的該硅襯底與該第一導電層及該電容介電層，以形成第二環狀溝槽；

于該第二環狀溝槽內填入低介電常數材料；以及

形成與該開口底部的該導電通孔接觸的凸塊。

2.如權利要求1所述的硅導通孔的制造方法，其中形成該第一環狀溝槽的方法包括干蝕刻。

3.如權利要求2所述的硅導通孔的制造方法，其中形成該第一環狀溝槽所用的干蝕刻氣體包括Cl₂、CF₄或HBr。

4.如權利要求1所述的硅導通孔的制造方法，其中于該第一環狀溝槽內形成該第一導電層、該電容介電層與該第二導電層的步驟包括：

于該硅襯底上與該第一環狀溝槽的內表面共形地沉積該第一導電層；

于該第一導電層表面共形地沉積該電容介電層；

于該電容介電層所構成的空間內填滿該第二導電層；以及

利用化學機械拋光，去除該第一環狀溝槽以外的該第一導電層、該電容介電層與該第二導電層。

5.如權利要求1所述的硅導通孔的制造方法，其中該第一導電層或該第二導電層的材料包括氮化鈦、氮化鉭、釕或鉑。

6.如權利要求1所述的硅導通孔的制造方法，其中該電容介電層的材料為高介電常數材料。

7.如權利要求6所述的硅導通孔的制造方法，其中該電容介電層的材料包括氧化鉭、氧化鋁、氧化鉿或氧化鈦。

8.如權利要求1所述的硅導通孔的制造方法，其中形成該開口的方法包括干蝕刻。

9.如權利要求8所述的硅導通孔的制造方法，其中形成該開口所用的干蝕刻氣體包括Cl₂、CF₄或HBr。

10.如權利要求1所述的硅導通孔的制造方法，其中該絕緣層的材料包括氧化物或氮化物。

11.如權利要求1所述的硅導通孔的制造方法，其中該導電材料包括銅、鎢、銅或鎢的合金或多晶硅。

12.如權利要求1所述的硅導通孔的制造方法，其中該平坦化工藝包括化學機械拋光工藝。

13.如權利要求1所述的硅導通孔的制造方法，其中該低介電常數材料包括氟倍半硅氧烷、氫倍半硅氧烷或甲基倍半硅氧烷。

14.如權利要求1所述的硅導通孔的制造方法，其中于該第二環狀溝槽內填入該低介電常數材料之后以及形成該凸塊之前還包括：于該硅襯底的背面形成絕緣薄膜，覆蓋該低介電常數材料、該第一導電層、該電容介電層與該第二導電層。

15.如權利要求14所述的硅導通孔的制造方法，其中該絕緣薄膜包括氧化物或氮化物。

16.如權利要求1所述的硅導通孔的制造方法，其中該凸塊包括金凸塊、PbSn凸塊、CuSn凸塊或CoSn凸塊。

17.一種硅導通孔結構，至少包括：

硅襯底；

環狀電容，位于該硅襯底內，該環狀電容從內到外是由第一導電層、電容介電層與第二導電層所構成；

導電通孔，位于該環狀電容所圍繞的該硅襯底中；

低介電常數材料層，位于該環狀電容與該導電通孔之間；以及

凸塊，與該導電通孔的底部接觸。

18.如權利要求17所述的硅導通孔結構，其中該環狀電容的外徑大小為1μm以上與100μm以下。

19.如權利要求17所述的硅導通孔結構，其中該第一導電層或該第二導電層的材料包括氮化鈦、氮化鉭、釕或鉑。

20.如權利要求17所述的硅導通孔結構，其中該電容介電層的材料為高介電常數材料。