[發明專利]包括用于導通孔的碳基材料的半導體器件

有效

• 申請號: 200980142002.1
• 申請日: 2009-08-28
• 公開（公告）號: CN102197476A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發明（設計）人: R·塞德爾;F·費尤斯特;R·里克特
• 申請（專利權）人: 先進微裝置公司
• 主分類號: H01L23/48
• 分類號: H01L23/48;H01L23/532
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;孫向民

1.一種半導體器件，包括：

襯底，具有正面和背面；

多個電路元件，形成在該正面上方設置的半導體層之中及上方；以及

導通孔，形成在該襯底中以至少延伸至該背面，該導通孔包括作為導電填充材料的碳基材料。

2.如權利要求1所述的半導體器件，其中，該導通孔自該正面延伸至該背面。

3.如權利要求1所述的半導體器件，其中，該碳基導電填充材料為實質上不摻雜的碳材料。

4.如權利要求1所述的半導體器件，其中，該碳基填充材料由碳基材料和至少一摻雜種類組成。

5.如權利要求1所述的半導體器件，其中，該導通孔具有約50微米或以下的最大橫向尺寸。

6.如權利要求4所述的半導體器件，其中，該導通孔具有約10微米或以下的最大橫向尺寸。

7.如權利要求1所述的半導體器件，進一步包括第二襯底，經定位以與該第一襯底形成堆棧配置，其中，該導通孔電性連接該多個電路元件的其中一個或多個電路元件和形成在該第二襯底上方形成的第二半導體層之中及上方的一個或多個第二電路元件。

8.如權利要求1所述的半導體器件，其中，該多個電路元件包括晶體管元件，其具有約50納米或以下的關鍵設計尺寸。

9.一種方法，包括：

在半導體器件的襯底中形成開孔，該開孔自該襯底的正面延伸至該襯底的背面；

使用導電材料填充該開孔，該導電材料包括碳；以及

在該襯底的該正面之中及上方形成電路元件。

10.如權利要求9所述的方法，其中，在形成該電路元件之前使用該導電材料填充該開孔。

11.如權利要求9所述的方法，進一步包括在使用該導電材料填充之前，在該開孔的側壁上形成絕緣層。

12.如權利要求11所述的方法，進一步包括通過執行蝕刻工藝和機械平坦化工藝的至少其中一個以去除該背面和該正面上方的該導電材料的過量材料。

13.如權利要求9所述的方法，進一步包括在該電路元件上方形成金屬化系統，其中，在形成該金屬化系統之前形成該開孔。

14.如權利要求13所述的方法，進一步包括在第二襯底上方形成的第二半導體層中形成第二電路元件，以及通過將該第一襯底及在該第一襯底的該正面上方形成的材料層的其中一個貼附至該第二襯底及在該第二襯底上方形成的材料層的其中一個，從而形成堆棧配置。

15.如權利要求9所述的方法，進一步包括在該導電填充材料中引入摻雜種類。

16.一種方法，包括：

形成進入半導體器件的襯底的正面的開孔，該開孔延伸進入該襯底；

使用含碳導電材料填充該開孔；

自該襯底的背面去除該襯底的材料，以暴露該開孔的底部及該含碳導電材料；以及

在該正面上方形成電路元件。

17.如權利要求16所述的方法，其中，在該正面上方形成電路元件在之前形成該開孔。

18.如權利要求16所述的方法，其中，在形成電路元件之前自該襯底的背面去除該襯底的材料。

19.如權利要求16所述的方法，其中，在形成電路元件之后自該襯底的背面去除該襯底的材料。

20.如權利要求19所述的方法，進一步包括在該電路元件上方形成金屬化系統，其中，在形成該金屬化系統之后自該襯底的背面去除該襯底的材料。

21.如權利要求16所述的方法，進一步包括在使用該含碳材料填充該開孔之前，在該開孔的側壁上形成絕緣層。

22.如權利要求16所述的方法，其中，該開孔至少延伸至該襯底的初始厚度的一半。