[發明專利]在半導體襯底中形成接地硅通孔

有效

• 申請號: 201210232986.6
• 申請日: 2012-07-05
• 公開（公告）號: CN102867777A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 謝棋君;吳偉誠;顏孝璁;胡憲斌;侯上勇;鄭心圃
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;孫征

技術領域

本發明通常涉及半導體器件的制造，更具體地來說，涉及在半導體襯底中形成接地硅通孔的方法。

背景技術

中介層用于集成電路封裝，通常用于空間轉換，將該中介層用于在半導體管芯和封裝組件之間的布線連接。圖1示出了中介層10的一部分的橫截面圖。通常，中介層10包括襯底30，該中介層通常由有機材料或陶瓷形成。為了進行來自一個或多個半導體管芯和/或封裝元件(未示出)的電連接，在襯底30中形成一個或多個硅通孔(TSV)50。

隨著集成電路的規模縮小不斷增加和電路功能不斷增加，對于逐漸更小的中介層線寬的要求不斷增加。當線寬縮小時，由于來自管芯/管芯封裝電阻、電感、電容的負載，RC傳輸線效應增加。而且，當襯底30不接地時，在相鄰TSV之間的交叉耦合或串擾也增加。由于在TSV之間的這種交叉耦合，沿相對較長的互連傳輸的信號具有延遲和其他形式的失真。結果，這些信號可能被損壞，集成電路運行緩慢，或者甚至導致故障。當工作頻率增加時，這些影響可能更顯著。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種形成半導體器件的方法，包括：提供半導體襯底，半導體襯底具有第一面和與第一面相對的第二面；形成硅通孔TSV開口，硅通孔開口從半導體襯底的第一面延伸到半導體襯底中；在半導體襯底的第一面上并沿著TSV開口的側壁和底部形成襯墊層；在位于開口中的襯墊層上方沉積第一導電材料層，從而形成TSV；在半導體襯底的第一面的上方形成層間介電ILD層；形成通孔開口，通孔開口從ILD層延伸到半導體襯底的一部分中；在ILD層中形成溝道開口，從而暴露TSV的一部分；以及在通孔和溝道開口中沉積第二導電材料層，從而形成互連結構，互連結構將TSV與半導體襯底電連接。

其中，形成半導體器件包括形成中介層。

該方法進一步包括：在形成TSV的步驟以后，平整化半導體襯底的第一面。

該方法進一步包括：在襯墊層和TSV之間形成第一阻擋層。

該方法進一步包括：在第一阻擋層和TSV之間形成第一種子層。

該方法進一步包括：在半導體襯底的第一面的上方形成ILD層的步驟以前，形成蝕刻停止層。

該方法進一步包括：在通孔和溝道開口的上方形成第二阻擋層。

該方法進一步包括：在第二阻擋層的上方形成第二種子層。

其中，通過電化學電鍍形成互連結構。

其中，形成TSV和互連結構包括：形成由銅或銅合金所制成的結構。

該方法進一步包括：在形成互連結構的步驟以后，平整化半導體襯底的第一面。

此外，還提供了一種形成中介層的方法，包括：提供半導體襯底，半導體襯底具有正面和與正面相對的背面；形成一個或多個硅通孔TSV，硅通孔從正面延伸到半導體襯底中；形成層間介電ILD層，層間介電層覆蓋半導體襯底的正面和一個或多個硅通孔；以及形成具有第一隔離件和第二隔離件的互連結構，第一隔離件形成在ILD層中并且第二隔離件形成在半導體襯底的一部分中，其中，互連結構將半導體襯底電連接至一個或多個TSV。

該方法進一步包括：在至少一個或多個TSV和半導體襯底之間形成襯墊層。

該方法進一步包括：在一個或多個TSV和襯墊層之間形成阻擋層和/或種子層。

該方法進一步包括：在至少互連結構、ILD層與半導體襯底的正面之間形成阻擋層和/或種子層。

此外，還提供了一種集成電路結構，包括：半導體襯底，具有正面和與正面相對的背面；硅通孔TSV，從半導體襯底的正面延伸到半導體襯底中；以及互連結構，具有第一隔離件和第二隔離件，第一隔離件在層間介電ILD層中形成，ILD層覆蓋半導體襯底的正面，并且第二隔離件在半導體襯底的一部分中形成，其中，互連結構將半導體襯底電連接至TSV。

其中，集成電路結構為中介層。

其中，中介層包括無源器件。

其中，中介層包括有源器件。

該集成電路結構進一步包括：襯底層，至少在TSV和半導體襯底之間形成。

該集成電路結構進一步包括：阻擋層，在TSV和襯墊層之間形成；以及種子層，在TSV和阻擋層之間形成。

其中，互連結構和TSV由相同的導電材料形成。