[發(fā)明專利]集成電路裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410102836.2
• 申請日: 2014-03-19
• 公開（公告）號: CN104600060B
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林柏均
• 申請（專利權(quán)）人: 南亞科技股份有限公司
• 主分類號: H01L23/528
• 分類號: H01L23/528;H01L23/532
• 代理公司: 北京中譽威圣知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11279
• 代理人: 王正茂,叢芳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種集成電路裝置。

背景技術(shù)

直通硅晶穿孔(Through-Silicon Via,TSV)為一種貫穿硅基板的連接結(jié)構(gòu)。一般而言，直通硅晶穿孔的材質(zhì)為銅，其具有高于硅基板的熱膨脹系數(shù)(Coefficient of Thermal Expansion,CTE)。若硅基板處于不同的環(huán)境溫度下，則銅與硅之間便會因熱膨脹系數(shù)不匹配而產(chǎn)生應力。此應力可能會降低設(shè)置在硅基板的晶體管的通道的載子流動率(Carrier Mobility)，如此一來，晶體管便需要放置在環(huán)繞直通硅晶穿孔的排除區(qū)域(Keep Out Zone,KOZ)之外，以避免受到直通硅晶穿孔的應力影響。其中排除區(qū)域為當晶體管設(shè)置在其中，其載子流動率會受到直通硅晶穿孔的應力所影響的區(qū)域。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種集成電路裝置，可減緩應力對晶體管的通道中的載子流動率的影響，從而能夠縮小環(huán)繞于連接結(jié)構(gòu)的排除區(qū)域，使集成電路裝置具有更大的電路布線空間。

本發(fā)明的一個方面在于提供一種集成電路裝置，其包含基板、至少一個晶體管、至少一個金屬層、導電柱與連接結(jié)構(gòu)。基板具有至少一個貫穿孔貫穿其中。晶體管至少部分設(shè)置在基板中。金屬層設(shè)置在基板上。導電柱設(shè)置在貫穿孔中。連接結(jié)構(gòu)至少部分設(shè)置在貫穿孔中，且連接導電柱與金屬層。連接結(jié)構(gòu)至少具有第一部分。第一部分的材質(zhì)為應力消除材料。應力消除材料的熱膨脹系數(shù)小于導電柱的熱膨脹系數(shù)，且晶體管在貫穿孔的正投影與連接結(jié)構(gòu)部分重疊。

在一個或多個實施方式中，連接結(jié)構(gòu)的第一部分的熱膨脹系數(shù)大于或等于基板的熱膨脹系數(shù)。

在一個或多個實施方式中，連接結(jié)構(gòu)的第一部分的材質(zhì)為氧化物。

在一個或多個實施方式中，連接結(jié)構(gòu)具有第二部分。第二部分連接導電柱與金屬層，且連接結(jié)構(gòu)的第二部分的材質(zhì)為導電材料。

在一個或多個實施方式中，連接結(jié)構(gòu)的第一部分環(huán)繞連接結(jié)構(gòu)的第二部分。

在一個或多個實施方式中，連接結(jié)構(gòu)的第二部分的材質(zhì)為銅(Cu)。

在一個或多個實施方式中，連接結(jié)構(gòu)的第二部分的熱膨脹系數(shù)小于導電柱的熱膨脹系數(shù)。

在一個或多個實施方式中，連接結(jié)構(gòu)的第二部分的材質(zhì)為鎢(W)。

在一個或多個實施方式中，連接結(jié)構(gòu)整體的材質(zhì)為應力消除材料。

在一個或多個實施方式中，連接結(jié)構(gòu)整體的材質(zhì)為鎢(W)。

在一個或多個實施方式中，集成電路裝置還包含絕緣層，其設(shè)置在貫穿孔中，并環(huán)繞連接結(jié)構(gòu)與導電柱。

本發(fā)明的另一個方面在于提供一種集成電路裝置，其包含基板、至少一個晶體管、至少一個金屬層、導電柱與連接結(jié)構(gòu)。基板具有至少一個貫穿孔貫穿其中。晶體管至少部分設(shè)置在基板中。金屬層設(shè)置在基板上。導電柱設(shè)置在貫穿孔中。連接結(jié)構(gòu)包含連接部與頸部。連接部電性連接金屬層。頸部設(shè)置在連接部與導電柱之間。頸部比連接部窄，且晶體管在貫穿孔的正投影與頸部部分重疊。

在一個或多個實施方式中，頸部為柱狀。

在一個或多個實施方式中，頸部往連接部的方向漸縮。

在一個或多個實施方式中，頸部往導電柱的方向漸縮。

在一個或多個實施方式中，頸部的中間凹陷。

在一個或多個實施方式中，頸部、連接部與導電柱的材質(zhì)相同。

在一個或多個實施方式中，連接結(jié)構(gòu)的熱膨脹系數(shù)小于導電柱的熱膨脹系數(shù)。

在一個或多個實施方式中，連接結(jié)構(gòu)的材質(zhì)為鎢(W)，且導電柱的材質(zhì)為銅(Cu)。

在一個或多個實施方式中，集成電路裝置還包含絕緣層，其設(shè)置在貫穿孔中，并環(huán)繞連接結(jié)構(gòu)與導電柱。

在上述的實施方式中，因基板與連接結(jié)構(gòu)之間由熱膨脹系數(shù)差異所產(chǎn)生的應力可被降低，因此可減緩應力對晶體管的通道中的載子流動率(Carrier Mobility)的影響。再加上，因存在于基板與連接結(jié)構(gòu)之間的應力可減少，環(huán)繞于連接結(jié)構(gòu)的排除區(qū)域(Keep Out Zone,KOZ)能夠縮小，集成電路裝置也就能夠具有更大的電路布線空間。

附圖說明

圖1為本發(fā)明第一實施方式的集成電路裝置的剖面圖。

圖2為圖1的集成電路裝置的俯視圖。

圖3為本發(fā)明第二實施方式的集成電路裝置的剖面圖。

圖4為本發(fā)明第三實施方式的集成電路裝置的剖面圖。

圖5至7分別為本發(fā)明第四至第六實施方式的集成電路裝置的剖面圖。

具體實施方式