[發明專利]用于硅通孔互連的多晶硅應力傳感器結構及其制備方法

有效

• 申請號: 201511028246.0
• 申請日: 2015-12-31
• 公開（公告）號: CN106935526B
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發明（設計）人: 楊恒;豆傳國;戈肖鴻;吳燕紅;李昕欣
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: H01L21/66
• 分類號: H01L21/66;H01L21/768
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 余明偉

1.一種用于硅通孔互連的多晶硅應力傳感器結構的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：

1)提供硅片襯底，在所述硅片襯底內形成環形深槽；

2)在所述硅片襯底表面及所述環形深槽側壁形成第一絕緣層；

3)在所述環形深槽內形成多晶硅電阻，并在所述環形深槽內及所述硅片襯底表面形成多晶硅引線；所述多晶硅電阻的高度小于所述環形深槽的深度，所述多晶硅引線一端與所述多晶硅電阻的表面相連接，另一端延伸至所述硅片襯底表面；

4)在所述多晶硅電阻及所述多晶硅引線表面形成第二絕緣層；

5)在所述多晶硅電阻上方的環形深槽內形成多晶硅填充料層；

6)在位于所述硅片襯底表面的多晶硅引線表面形成金屬壓焊塊。

2.根據權利要求1所述的用于硅通孔互連的多晶硅應力傳感器結構的制備方法，其特征在于：所述步驟3)包括以下步驟：

31)沉積第一多晶硅層，所述第一多晶硅層填滿所述環形深槽并覆蓋所述硅片襯底表面；

32)刻蝕所述第一多晶硅層，以形成所述多晶硅電阻及所述多晶硅引線。

3.根據權利要求1所述的用于硅通孔互連的多晶硅應力傳感器結構的制備方法，其特征在于：所述步驟5)包括以下步驟：

51)沉積第二多晶硅層，所述第二多晶硅層填滿位于所述多晶硅電阻上方的環形深槽并覆蓋所述硅片襯底及所述第二絕緣層表面；

52)去除所述硅片襯底及所述第二絕緣層表面的所述第二多晶硅層即形成所述多晶硅填充料層。

4.根據權利要求1所述的用于硅通孔互連的多晶硅應力傳感器結構的制備方法，其特征在于：所述步驟6)包括以下步驟：

61)刻蝕位于所述多晶硅引線表面的第二絕緣層，在所述第二絕緣層對應于要形成金屬壓焊塊位置的形成開口，所述開口暴露出所述多晶硅引線；

62)在暴露出的所述多晶硅引線表面形成金屬壓焊塊。

5.根據權利要求1所述的用于硅通孔互連的多晶硅應力傳感器結構的制備方法，其特征在于：所述多晶硅引線的數量為兩根，兩根所述多晶硅引線相對分布；所述金屬壓焊塊的數量為兩塊，兩塊所述金屬壓焊塊分別位于所述多晶硅引線延伸至所述硅片襯底表面的一端。

6.根據權利要求1至5中任一項所述的用于硅通孔互連的多晶硅應力傳感器結構的制備方法，其特征在于：所述步驟6)之后，還包括在所述多晶硅電阻及所述多晶硅填充料層內側形成硅通孔互連的步驟。

7.根據權利要求6所述的用于硅通孔互連的多晶硅應力傳感器結構的制備方法，其特征在于：在所述多晶硅電阻及所述多晶硅填充料層內側形成硅通孔互連包括以下步驟：

7)去除所述多晶硅電阻及所述多晶硅填充料層內側的硅片襯底材料形成盲孔，所述盲孔的深度大于所述多晶硅電阻及所述多晶硅填充料層的高度之和；

8)在所述盲孔內形成第三絕緣層及種子層，并在所述盲孔內填充金屬層；

9)去除所述金屬層底部的硅片襯底材料，暴露出所述金屬層的底部即形成所述硅通孔互連。

8.一種用于硅通孔互連的多晶硅應力傳感器結構，其特征在于，所述多晶硅應力傳感器結構包括：硅片襯底、環形深槽、第一絕緣層、多晶硅電阻、多晶硅引線、第二絕緣層、多晶硅填充料層及金屬壓焊塊；

所述環形深槽位于所述硅片襯底內；

所述第一絕緣層位于所述硅片襯底表面及所述環形深槽的側壁；

所述多晶硅電阻位于所述環形深槽內；

所述多晶硅引線一端與所述多晶硅電阻的表面相連接，另一端延伸至所述硅片襯底表面；

所述第二絕緣層位于所述多晶硅電阻及所述多晶硅引線的表面；

所述多晶硅填充料層位于所述多晶硅電阻上方的環形深槽內；

所述金屬壓焊塊位于所述硅片襯底表面的多晶硅引線表面。

9.根據權利要求8所述的用于硅通孔互連的多晶硅應力傳感器結構，其特征在于：所述多晶硅引線的數量為兩根，兩根所述多晶硅引線相對分布；所述金屬壓焊塊的數量為兩塊，兩塊所述金屬壓焊塊分別位于所述多晶硅引線延伸至所述硅片襯底表面的一端。

10.根據權利要求8或9所述的用于硅通孔互連的多晶硅應力傳感器結構，其特征在于：所述多晶硅電阻及所述多晶硅填充料層內側還設有盲孔，所述盲孔的深度大于所述多晶硅電阻及所述多晶硅填充料層的高度之和；所述盲孔內填充有金屬層。

11.根據權利要求8或9所述的用于硅通孔互連的多晶硅應力傳感器結構，其特征在于：所述多晶硅電阻及所述多晶硅填充料層內側還設有硅通孔互連，所述硅通孔互連貫穿所述硅片襯底。