[發(fā)明專利]具有屏蔽導(dǎo)通柱的半導(dǎo)體元件及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210104521.2
• 申請日: 2012-04-11
• 公開（公告）號: CN102610582A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭宏祥;林子智;洪常瀛;吳志偉
• 申請（專利權(quán)）人: 日月光半導(dǎo)體制造股份有限公司
• 主分類號: H01L23/48
• 分類號: H01L23/48;H01L23/552;H01L21/768
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 陸勍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明關(guān)于一種半導(dǎo)體封裝，詳言之，關(guān)于三維(3D)半導(dǎo)體封裝。

背景技術(shù)

已知形成硅穿孔的方法如下。首先，于一硅基板的一第一表面上形成數(shù)個(gè)第一開口。接著，利用化學(xué)氣相沉積法(Chemical?Vapor?Deposition，CVD)形成一絕緣層于這些第一開口的側(cè)壁，且形成數(shù)個(gè)容置空間。該絕緣層所使用的材質(zhì)通常為二氧化硅。接著，填入一導(dǎo)電金屬(通常為銅)于這些容置空間內(nèi)。最后，研磨或蝕刻該基板的該第一表面及一第二表面，以顯露該導(dǎo)電金屬，而形成數(shù)個(gè)導(dǎo)通柱。

該已知方法的顯著缺點(diǎn)為，在傳遞信號時(shí)，當(dāng)信號通過這些導(dǎo)通柱時(shí)會有較高的能量耗損，使得傳遞品質(zhì)變差。

發(fā)明內(nèi)容

本揭露的一方面關(guān)于一種半導(dǎo)體元件。在一實(shí)施例中，該半導(dǎo)體元件包括一基板，該基板具有一導(dǎo)通柱，該導(dǎo)通柱包含一內(nèi)金屬層及一屏蔽層，該內(nèi)金屬層環(huán)繞該基板的一貫穿孔的一中心軸，該屏蔽層環(huán)繞該內(nèi)金屬層。一絕緣材料位于該內(nèi)金屬層及該屏蔽層之間。在本實(shí)施例中，該內(nèi)金屬層及該屏蔽層為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，其大致上與該中心軸同軸，且該屏蔽層位于該貫穿孔的一外側(cè)壁。該內(nèi)金屬層環(huán)繞一中心部，該中心部為該基板本身的一部分或是位于基板內(nèi)的不同材料(例如：金屬)。此外，一第一金屬層位于該基板的一第一表面，且接觸該屏蔽層。

在一實(shí)施例中，該基板更具有一中心槽、一外圍第一開口及一隔離材料，其中該中心槽由該內(nèi)金屬層所定義，該外圍第一開口圍繞該屏蔽層，且該隔離材料位于該中心槽內(nèi)及該外圍第一開口內(nèi)。

該半導(dǎo)體元件更包括一第一鈍化層，其位于該第一金屬層上，且該第一鈍化層具有一第一開口以顯露該內(nèi)金屬層；及一第一重布層，位于該第一鈍化層的第一開口內(nèi)以接觸該內(nèi)金屬層。一第一保護(hù)層位于該第一重布層及該第一鈍化層上，且具有一第一開口以顯露部分該第一重布層；一第一球下金屬層(UBM)位于該第一保護(hù)層的第一開口內(nèi)；及一第一凸塊位于該第一球下金屬層上。

在一實(shí)施例中，該半導(dǎo)體元件更包括一第二金屬層，其位于該基板的一第二表面，且接觸該屏蔽層；一第二鈍化層，其位于該第二金屬層上，且該第二鈍化層具有一第二開口以顯露該內(nèi)金屬層；一第二重布層，位于該第二鈍化層的第二開口內(nèi)以接觸該內(nèi)金屬層；一第二保護(hù)層位于該第二重布層及該第二鈍化層上，且具有一第二開口以顯露部分該第二重布層；一第二球下金屬層(UBM)位于該第二保護(hù)層的第二開口內(nèi)；及一第二凸塊位于該第二球下金屬層上。

本揭露的另一方面關(guān)于一種半導(dǎo)體元件，其包括一基板；一第一導(dǎo)通柱，包含一屏蔽層、一第一內(nèi)金屬層及一絕緣材料，該屏蔽層環(huán)繞該第一內(nèi)金屬層，該第一內(nèi)金屬層環(huán)繞該基板的一第一貫穿孔的一中心軸，且該絕緣材料位于該屏蔽層及該第一內(nèi)金屬層之間；一第二導(dǎo)通柱，包含一第二內(nèi)金屬層，該第二內(nèi)金屬層位于該基板的一第二貫穿孔的一側(cè)壁；及一金屬層，位于該基板的一表面，該金屬層覆蓋該第二導(dǎo)通柱且接觸該第一導(dǎo)通柱的該屏蔽層及該第二導(dǎo)通柱的該第二內(nèi)金屬層。

該半導(dǎo)體元件更包括一鈍化層，位于該金屬層上，且具有一第一開口及一第二開口，該第一開口顯露該第一內(nèi)金屬層，且該第二開口顯露部分該金屬層；及一重布層，包含一第一重布層部份及一第二重布層部份，該第一重布層部份位于該鈍化層的該第一開口以接觸該第一內(nèi)金屬層，且該第二重布層部份位于該鈍化層的該第二開口內(nèi)以接觸該金屬層。

本揭露的另一方面關(guān)于制造方法。在一實(shí)施例中，該制造方法包括：提供一基板，該基板具有一第一表面及一第二表面；形成一第一開口于該基板的第一表面，該第一開口圍繞一中心部，且具有一內(nèi)環(huán)壁、一外環(huán)壁及一底面；形成一內(nèi)連結(jié)金屬層于該內(nèi)環(huán)壁及該外環(huán)壁，以分別形成一內(nèi)金屬層及一屏蔽層；形成一絕緣材料于該內(nèi)連結(jié)金屬層上；形成一第一金屬層于該基板的第一表面，其中該第一金屬層接觸該屏蔽層；及從該基板的第二表面薄化該基板，以移除部份該基板，俾顯露該內(nèi)金屬層及該屏蔽層。

附圖說明

圖1顯示本發(fā)明具有屏蔽層的半導(dǎo)體元件的一實(shí)施例的剖視示意圖；

圖2至圖14顯示本發(fā)明具有屏蔽層的半導(dǎo)體元件的制造方法的一實(shí)施例的示意圖；

圖15至圖16顯示本發(fā)明具有屏蔽層的半導(dǎo)體元件的制造方法的另一實(shí)施例的示意圖；

圖17至圖19顯示本發(fā)明具有屏蔽層的半導(dǎo)體元件的制造方法的另一實(shí)施例的示意圖；及

圖20至圖22顯示本發(fā)明具有屏蔽層的半導(dǎo)體元件的制造方法的另一實(shí)施例的示意圖。

具體實(shí)施方式