[發明專利]半導體裝置的制法、基材穿孔制程及其結構

無效

• 申請號: 201110370965.6
• 申請日: 2011-11-21
• 公開（公告）號: CN102479766A
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發明（設計）人: 林佳昇;陳鍵輝;陳秉翔;洪子翔
• 申請（專利權）人: 精材科技股份有限公司
• 主分類號: H01L23/48
• 分類號: H01L23/48;H01L21/768
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 楊曉光;于靜

技術領域

本發明是有關于一種半導體裝置的制法、基材穿孔制程及其結構。

背景技術

硅穿孔(Through?Silicon?Via，TSV)制程為近年來發展的重點。半導體裝置的基材以硅穿孔技術蝕刻出一垂直孔洞，并在垂直孔洞內填入絕緣層以及導電材料，以形成一導電柱。半導體裝置的焊球可直接設置在導電柱上，以提供電性連接的接口。之后，再進行基材切割、晶粒封裝等制程，以形成一半導體裝置。然而，基材在形成硅穿孔之后，基材上的絕緣層的厚度受限于傳統化學氣相沉積的制程限制，通常小于2.5微米，若絕緣層的厚度增加將會影響硅穿孔內的絕緣層過厚，而影響后續電鍍制程的良率。此外，位于硅穿孔結構內的導電層的電性特性也容易受到絕緣層的介電常數、厚度以及尺寸的影響，造成漏電流或電容效應等現象。

發明內容

本發明有關于一種半導體裝置的制法、基材穿孔制程及其結構，借以增加制程的良率及定位的準確度。

根據本發明的一方面，提出一種基材穿孔結構，包括一半導體基材、一金屬層、一第一絕緣層以及一第二絕緣層。半導體基材具有一貫穿的通孔。金屬層配置于半導體基材上，且顯露于通孔的底部。第一絕緣層形成于半導體基材的背面，第一絕緣層具有一與通孔相連通的開口。第二絕緣層形成于第一絕緣層上，且部分第二絕緣層延伸至開口以及通孔中，以形成一溝槽絕緣層。溝槽絕緣層的底部經回蝕而于通孔的轉角處形成一底腳。底腳的高度小于第一絕緣層以及第二絕緣層的高度和。

根據本發明的另一方面，提出一種基材穿孔制程，包括下列步驟：于一半導體基材的背面上形成一金屬層；形成一第一絕緣層于半導體基材的一背面，并圖案化第一絕緣層，以形成一開口，開口的底部顯露出半導體基材的背面；經由該開口，非等向蝕刻顯露于該開口的半導體基材，以形成貫穿該半導體基材并顯露該金屬層的通孔；形成一第二絕緣層于第一絕緣層上，且部分第二絕緣層延伸至開口以及通孔中，以形成一溝槽絕緣層，溝槽絕緣層的底部覆蓋金屬層；以及回蝕通孔底部的溝槽絕緣層，以顯露出部分金屬層。

根據本發明的另一方面，提出一種半導體裝置的制法，包括下列步驟：于一半導體基材的背面上設置至少一主動組件及形成一金屬層，并電性連接該主動組件及該金屬層；將一蓋板接合至半導體基材，主動組件及金屬層位于蓋板與半導體基材所接合的區域中；形成一第一絕緣層于半導體基材的一背面，并圖案化第一絕緣層，以形成一開口，開口的底部顯露出半導體基材；經由該開口，非等向蝕刻顯露于該開口中的半導體基材，以形成貫穿該半導體基材并顯露出該金屬層的通孔；形成一第二絕緣層于第一絕緣層上，且部分第二絕緣層延伸至開口以及通孔中，以形成一覆蓋金屬層的溝槽絕緣層；以及回蝕通孔底部的溝槽絕緣層，以顯露出部分金屬層。

為了對本發明的上述及其它方面有更佳的了解，下文特舉較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下：

附圖說明

圖1繪示依照一實施例的基材穿孔結構的示意圖；

圖2繪示依照一實施例的基材穿孔制程的流程圖；

圖3繪示依照一實施例的基材穿孔結構的示意圖；

圖4A至圖4F繪示依照一實施例的半導體裝置的制法的流程圖，其中，圖4B′為圖4B的另一實施方式；圖4F′為圖4F的另一實施方式；以及

圖5繪示依照一實施例的基材穿孔結構的示意圖。

主要組件符號說明

100????????基材穿孔結構

110????????半導體基材

110a???????原生氧化層

112????????背面

114????????通孔

120????????金屬層

121、123???金屬層

122????????主動組件

124????????蓋板

126????????支撐部

130????????第一絕緣層

131????????屏蔽層

132????????開口

134????????圖案化光阻層

140????????第二絕緣層

142????????溝槽絕緣層

144????????底腳

150????????導電層

G??????????間隙

H1、H2?????厚度

H1+H2??????高度和

H3?????????高度