[發(fā)明專利]硅通孔的制作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110225738.4
• 申請日: 2011-08-08
• 公開（公告）號: CN102412194A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 彭虎;程曉華
• 申請（專利權(quán)）人: 上海華虹NEC電子有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768
• 代理公司: 上海浦一知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31211
• 代理人: 丁紀鐵

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導體集成電路制造工藝方法，特別是涉及一種硅通孔的制作方法。

背景技術(shù)

硅通孔工藝是一種新興的集成電路制作工藝，適合用作多方面性能提升，用于無線局域網(wǎng)與手機中功率放大器，將極大的提高電路的頻率特性和功率特性。硅通孔工藝將制作在硅片上表面的電路通過硅通孔中填充的金屬連接至硅片背面，結(jié)合三維封裝工藝，使得IC布局從傳統(tǒng)二維并排排列發(fā)展到更先進三維堆疊，這樣元件封裝更為緊湊，芯片引線距離更短，從而可以極大的提高電路的頻率特性和功率特性。

現(xiàn)有第一種硅通孔工藝制作方法中，需要通過先進的刻蝕工藝在硅片基體中制作出具有極大深寬比的孔或溝槽，孔或溝槽深度大致為100微米；在該孔或溝槽中填充金屬，將硅片背面減薄后將電極通過背面引出。該現(xiàn)有工藝的難度在于100微米溝槽刻蝕和金屬填充。

現(xiàn)有第二種硅通孔工藝制作方法是在硅片減薄后在硅片背面制作通孔和金屬填充，該方法需要特殊的通孔刻蝕設(shè)備進行減薄后硅片加工。

現(xiàn)有第三種硅通孔工藝制作方法是通過在前段工藝中制作溝槽并采用二氧化硅填充溝槽，然后硅片減薄后將二氧化硅填充的溝槽露出來，濕法刻蝕去除溝槽內(nèi)二氧化硅后進行金屬填充，該方法可以避免減薄后進行通孔刻蝕，但工藝較復雜，且成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種硅通孔的制作方法，能實現(xiàn)高深寬比的硅通孔的填充，便于與現(xiàn)有集成電路工藝集成、并能利用現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備進行加工，能降低工藝難度和成本。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的硅通孔的制作方法包括如下步驟：

步驟一、在硅片上淀積一層金屬前介質(zhì)層，利用光刻定義出硅通孔區(qū)域，依次刻蝕所述硅通孔區(qū)域的所述金屬前介質(zhì)層和所述硅片并形成深溝槽或孔。

步驟二、在所述深溝槽或孔側(cè)壁和底部淀積一層氧化層。該氧化層的淀積工藝采用LPCVD?TEOS或SACVD?TEOS。

步驟三、在形成有所述氧化層的所述深溝槽或孔側(cè)壁和底部中淀積一層鈦和氮化鈦；所述鈦和氮化鈦同時也淀積到所述深溝槽或孔外部的表面區(qū)域。

步驟四、在所述鈦和氮化鈦上淀積第一層鎢，所述第一層鎢不將所述深溝槽或孔填滿。

步驟五、對所述第一層鎢進行回刻。

步驟六、在形成有所述第一層鎢的所述深溝槽或孔側(cè)壁和底部中淀積第二層鎢，所述第二層鎢將所述深溝槽或孔填滿或不填滿；所述第二層鎢同時也淀積到所述深溝槽或孔外部的表面區(qū)域。

步驟七、對由所述第一層鎢和所述第二層鎢組成的鎢層進行回刻或化學機械研磨。

步驟八、當所述第二層鎢未將所述深溝槽或孔填滿時，重復步驟六和步驟七，直至所述深溝槽或孔被填滿。

步驟九、制作所述硅片的正面金屬互連線及正面后段工藝。

步驟十、對所述硅片的背面進行減薄，從所述深溝槽或孔的底部將填充于所述深溝槽或孔中的所述鈦和氮化鈦、所述第一層鎢和所述第二層鎢露出。

步驟十一、從所述硅片的背面進行金屬淀積并制作背面金屬圖形。

進一步的改進是，步驟一中的所述金屬前介質(zhì)層為硼磷硅玻璃或磷硅玻璃。

進一步的改進是，步驟一中所述深溝槽或孔的深度為50微米～250微米、寬度為1.5微米～5微米；

進一步的改進是，步驟四中所淀積的所述第一層鎢的厚度為所述深溝槽或孔的寬度的1/5～1/2、且所述第一層鎢的厚度小于

進一步的改進是，所述第一層鎢的厚度為所述深溝槽或孔的寬度的1/4～1/3。

進一步的改進是，步驟六中所淀積的所述第二層鎢的厚度為所述深溝槽或孔的寬度的1/5～1/2、且所述第一層鎢的厚度小于

進一步的改進是，所述第二層鎢的厚度為所述深溝槽或孔的寬度的1/4～1/3。

進一步的改進是，步驟五中對所述第一層鎢進行的回刻采用全面刻蝕方式，刻蝕完后將形成于所述深溝槽或孔外部的表面區(qū)域的所述第一層鎢保留

進一步的改進是，步驟七中對所述鎢層進行的回刻采用全面刻蝕方式，刻蝕完后將形成于所述深溝槽或孔外部的表面區(qū)域的所述鎢層保留

本發(fā)明鎢填充工藝和鎢刻蝕工藝的結(jié)合，能實現(xiàn)高深寬比如大于30∶1的硅通孔的填充，且能夠便于與現(xiàn)有集成電路工藝集成、并能利用現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備進行加工，能降低工藝難度和成本。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說：

圖1是本發(fā)明實施例流程圖；

圖2-圖12是本發(fā)明實施例方法的制作過程中的硅片剖面示意圖；