[發(fā)明專利]具有再分布線的TSV的背連接

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910150012.1
• 申請日: 2009-06-18
• 公開（公告）號: CN101719484A
• 公開（公告）日: 2010-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許國經(jīng);陳承先
• 申請（專利權(quán)）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L23/485
• 分類號: H01L23/485;H01L23/52;H01L21/60
• 代理公司: 北京市德恒律師事務(wù)所 11306
• 代理人: 馬佑平;馬鐵良

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般涉及集成電路結(jié)構(gòu)，且更具體地，涉及穿透硅通孔，且更 優(yōu)選地，再具體而言涉及連接到穿透硅通孔的焊墊的形成。

背景技術(shù)

自從發(fā)明了集成電路，由于各種電子部件(即晶體管、二極管、電阻、電 容等)的集成密度的不斷改進，所以半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了持續(xù)快速的增長。在大 多數(shù)情況下，這種集成密度的改進來源于最小特征尺寸的一再削減，它允許更 多的部件被集成到一個給定的芯片區(qū)域中。

這些集成的改進在性質(zhì)上基本是二維(2D)的，因為被集成部件所占據(jù) 的體積基本上位于半導(dǎo)體晶元的表面上。雖然光刻技術(shù)的顯著改進已經(jīng)致使 2D集成電路構(gòu)造的顯著改進，但是對于二維制造而言，存在密度的物理局限。 這些局限的其中一個是制造這些部件所需的最小尺寸。而且，當(dāng)更多的器件集 成到一個晶片中時，就需要更復(fù)雜的設(shè)計。

另一局限來源于由于器件數(shù)量的增加而導(dǎo)致的器件間互連的數(shù)量和長度 的顯著增加。當(dāng)互連的數(shù)量和長度增加時，電路RC延遲和功耗也隨之增加。

在致力于解決上述討論的局限的努力中，常使用三維集成電路(3DIC) 和堆疊管芯。因此，穿透硅通孔(TSV)應(yīng)用于3DIC和堆疊管芯中，用來連 接管芯。在這種情況下，TSV通常用于將管芯上的集成電路連接到晶片的背 面。而且，TSV還用于提供短接地路徑，來通過管芯的背面將集成電路接地， 其可被接地金屬膜覆蓋。

圖1說明了形成在芯片104中的傳統(tǒng)TSV102。TSV102形成在硅襯底106 中。通過金屬層中的互連(金屬線和通孔，未示出)，TSV102電連接到焊墊 108，該焊墊108位于芯片104的正面。TSV102穿過襯底106的背面，以銅 柱的形式暴露。當(dāng)芯片104鍵合到另一芯片時，TSV102鍵合到另一芯片上的 焊墊，其間具有或不具有焊料。這種設(shè)計具有缺陷。因為TSV的鍵合需要相 對大的TSV之間的間距，所以限制了TSV的位置且需要TSV之間的距離足 夠大，以允許預(yù)留例如焊球的空間。因此需要新的背面結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種集成電路結(jié)構(gòu)，其包括包含了一個 正面和一個背面的半導(dǎo)體襯底。導(dǎo)電通孔(其可以是穿透硅通孔(TSV)) 穿透半導(dǎo)體襯底，且具有延伸到該半導(dǎo)體襯底背面的后端。再分布線(RDL) 位于該半導(dǎo)體襯底的背面之上，并連接到TSV的后端。該集成電路結(jié)構(gòu)進 一步包括在RDL上的鈍化層；位于鈍化層中的開口，其中RDL的一部分 通過開口暴露；以及鎳層，其位于開口中并接觸RDL。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種集成電路結(jié)構(gòu)，其包括包含了一個 正面和一個背面的半導(dǎo)體襯底；且導(dǎo)電通孔(例如TSV)穿透半導(dǎo)體襯底。 該TSV包括后端，其延伸超過半導(dǎo)體襯底的背面。RDL形成在半導(dǎo)體襯底 的背面之上，且連接到TSV的后端，其中該RDL包括接觸TSV的RDL 帶，且RDL襯墊的寬度大于該RDL帶。RDL襯墊連接RDL帶。鈍化層形 成在RDL之上。在鈍化層中形成開口，其中RDL襯墊的中部通過開口暴 露，且其中該鈍化層覆蓋RDL襯墊的邊緣部分。鎳層形成在開口中并接觸 RDL的中部，其中該鎳層的厚度大于該鈍化層的厚度。

本發(fā)明的優(yōu)點包括改進了鍵合能力且增加了的堆疊管芯間的間隙。

附圖說明

為了更全面的理解本發(fā)明及其優(yōu)點，現(xiàn)在結(jié)合附圖參考以下描述，其 中：

圖1說明了一種包括了穿透硅通孔(TSV)的傳統(tǒng)集成電路結(jié)構(gòu)，其 中該TSV通過襯底的背面突出，且以銅柱的形式鍵合到另一芯片上的焊墊； 以及

圖2至8是本發(fā)明的一個實施例的制造過程中的中間步驟的頂視圖和 截面圖。

具體實施方式

以下，詳細(xì)討論本發(fā)明的實施例的制造和應(yīng)用。但是應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，本 發(fā)明的實施例提供了多種適用的創(chuàng)造性概念，其可以在多種具體情況下實 施。所討論的特定實施例僅僅是制造和應(yīng)用本發(fā)明的特定方式的說明，且 不限制本發(fā)明的范圍。

提供一種連接到穿透硅通孔(TSV)的新型背面連接結(jié)構(gòu)及其形成方 法。說明了本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例的制造過程的中間步驟。討論了該優(yōu) 選實施例的變型。貫穿各個附圖和本發(fā)明的說明性實施例，相同的附圖標(biāo) 記用于指代相同的元件。