[發(fā)明專利]集成在電子襯底中的通孔結構

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080056739.4
• 申請日: 2010-12-14
• 公開（公告）號: CN102656687B
• 公開（公告）日: 2017-03-22
• 發(fā)明（設計）人: 李霞;趙偉;曹禺;顧時群;升·H·康;金明初
• 申請（專利權）人: 高通股份有限公司
• 主分類號: H01L23/552
• 分類號: H01L23/552;H01L23/66;H01L23/498;H01L23/48;H01L23/64;H05K1/02
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司11287
• 代理人: 宋獻濤

技術領域

本發(fā)明大體來說涉及電子襯底，且特定來說涉及具有通孔結構的電子襯底。

背景技術

針對集成電路的封裝技術的近來發(fā)展已引入了穿硅通孔(TSV)，所述穿硅通孔(TSV)為通過硅晶片或裸片的垂直電耦合件。對于形成3D電封裝以使得導電層可堆疊于彼此的頂部上且可通過利用TSV而在導電層之間傳遞信號來說，TSV為重要的。

在常規(guī)封裝設計中，可存在TSV的陣列或叢集以用于在不同導電層之間傳遞信號。除了占用襯底中的空間以外，TSV還可能影響到相鄰或鄰近TSV的功能性。舉例來說，鄰近TSV之間的互感可引起串話，所述串話在一些情況下可負面地影響電封裝的操作。為了減小互感的作用，增大鄰近TSV之間的間隔，且需要基于通過TSV的信號的電流密度和這些信號的頻率的復雜計算以確保電封裝的恰當操作。

與TSV相關聯(lián)的另一設計挑戰(zhàn)為襯底中的渦電流損耗的產生。渦電流歸因于改變磁場而形成于襯底中。舉例來說，當電流通過TSV時，磁場和電場形成于TSV周圍且穿透襯底。通過TSV的電流的改變可引起襯底內的磁場和電場的改變。渦電流可產生誘發(fā)磁場，所述誘發(fā)磁場對抗襯底中的磁場的改變。歸因于襯底的相對較高的電阻率，渦電流消散到襯底中且可在襯底內產生熱。可將絕緣材料安置于襯底與導電層之間，所述絕緣材料可減小電場且削弱磁場的作用。然而，渦電流損耗仍成問題。

因此，將需要在不增大TSV之間的間隔的情況下減小襯底內的渦電流損耗且減小鄰近TSV之間的互感的作用。

發(fā)明內容

在一個實施例中，提供一種安置于襯底中的通孔結構的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括第一通孔結構，所述第一通孔結構具有安置于所述襯底中的外部導電層、內部絕緣層和內部導電層。所述外部導電層分離所述內部絕緣層與所述襯底，且所述內部絕緣層分離所述內部導電層與所述外部導電層。互補對的第一信號通過所述內部導電層，且所述互補對的第二信號通過所述外部導電層。所述第一信號與第二信號可包含實質上相反的極性。再者，還可將外部絕緣層安置于所述襯底中以使得所述外部絕緣層分離所述外部導電層與所述襯底。或者，自對準硅化物(salicide)膜可耦合到所述外部導電層。所述自對準硅化物膜可形成適于耦合到金屬層的環(huán)狀結構。

在其另一形式中，通孔結構的所述系統(tǒng)可進一步包括相鄰于所述第一通孔結構而安置的第二通孔結構。所述第二通孔結構可包括由外部導電層圍繞的內部導電層以及安置于所述內部導電層與外部導電層之間的內部絕緣層。第二互補對的第一信號通過所述內部導電層，且所述第二互補對的第二信號通過所述外部導電層。在不同形式中，所述第一互補對的所述第二信號與所述第二互補對的所述第二信號可包含實質上相反的極性。

在另一實施例中，提供一種在電子襯底中形成通孔結構的方法。所述方法包括在所述襯底中形成開口，以及在所述開口中沉積外部導電層。所述方法還包括在所述開口中沉積內部絕緣層以使得所述外部導電層分離所述內部絕緣層與所述襯底。將內部導電層沉積于所述開口中以使得所述內部絕緣層分離所述外部導電層與所述內部導電層。所述方法進一步包括使所述外部導電層接觸自對準硅化物材料。在其另一形式中，可將外部絕緣層沉積于所述開口中以使得所述外部絕緣層分離所述外部導電層與所述襯底。所述自對準硅化物材料還可耦合到接地且/或形成為環(huán)狀結構。

在不同實施例中，提供一種減小電子裝置中的電場或磁場的方法。所述方法包括在襯底中形成第一導電層，以及用絕緣層來圍繞所述第一導電層。所述絕緣層被第二導電層圍繞。所述方法包括使互補對的第一信號通過所述第一導電層且使所述互補對的第二信號通過所述第二導電層，以使得所述第二導電層適于減小由通過所述第一導電層的所述第一信號產生的電場或磁場。在其一種形式中，所述方法包括將所述第二導電層耦合到第一電位。在其另一形式中，所述方法包括將所述第二導電層耦合到自對準硅化物材料。所述方法還可包括形成圍繞所述第二導電層的另一絕緣層。

在另一示范性實施例中，提供一種用于減小電子裝置中的電場或磁場的通孔結構。所述通孔結構包括用于在襯底中傳導互補對的第一信號的第一導電裝置，以及用于在所述襯底中傳導所述互補對的第二信號的第二導電裝置。所述通孔結構還包括用于使所述第一導電裝置與所述第二導電裝置絕緣的絕緣裝置。所述第一信號與第二信號包含實質上相反的極性。

為了更完整地理解本發(fā)明，現(xiàn)參考以下詳細描述和附圖。

附圖說明

圖1為在襯底中具有多個屏蔽通孔的電子結構的第一實施例的截面圖；

圖2為在多層襯底中具有多個屏蔽通孔的多層電封裝的截面圖；