[實用新型]硅穿孔裂紋檢測單元

有效

• 申請號: 201821718798.3
• 申請日: 2018-10-22
• 公開（公告）號: CN208835021U
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 長鑫存儲技術有限公司
• 主分類號: H01L21/66
• 分類號: H01L21/66
• 代理公司: 北京律智知識產權代理有限公司 11438
• 代理人: 袁禮君;闞梓瑄

本公開涉及集成電路技術領域，提出一種硅穿孔裂紋檢測單元及檢測方法、半導體裝置的制作方法。該硅穿孔裂紋檢測單元包括模擬硅穿孔、導電襯墊、第二介電襯墊、第一觸點、第二觸點。模擬硅穿孔設置于一半導體襯底中，包括導電通道和隔離在導電通道和半導體襯底之間的第一介電襯墊；導電襯墊圍繞第一介電襯墊設置；第二介電襯墊圍繞導電襯墊設置；第一觸點連接于導電通道；第二觸點連接于導電襯墊，利用第一觸點與第二觸點之間配置的一電壓差檢測第一觸點與第二觸點之間的導通狀態預測模擬硅穿孔所在位置范圍內的硅穿孔是否出現裂紋。本公開提供的硅穿孔裂紋檢測單元可以檢測模擬硅穿孔所在位置范圍內的硅穿孔是否出現裂紋。

技術領域

本公開涉及集成電路技術領域，尤其涉及一種硅穿孔裂紋檢測單元及檢測方法、半導體裝置的制作方法。

背景技術

三維芯片是將不同電路單元制作在多個平面晶片(由晶圓切割而成) 上，并通過硅穿孔層間垂直互連技術將多個晶片在垂直方向進行堆疊互連而形成的一種全新的芯片結構，三維芯片以其集成度高、功耗低、帶寬高、面積小、互連線短、支持異構集成等特點而被廣泛應用。

然而在三維芯片制作過程的后道工藝中需要進行一個或多個熱循環，由于硅穿孔中導電材料(例如銅)的熱膨脹系數和周圍晶片材料(例如硅)的熱膨脹系數不同，硅穿孔中的導電材料會因為熱膨脹而導致周圍晶片材料發生裂紋，當裂紋傳播到晶圓上其他電路單元時，會影響芯片的性能。

需要說明的是，在上述背景技術部分公開的信息僅用于加強對本公開的背景的理解，因此可以包括不構成對本領域普通技術人員已知的現有技術的信息。

實用新型內容

本公開的目的在于提供一種硅穿孔裂紋檢測單元及檢測方法、半導體裝置的制作方法。該硅穿孔裂紋檢測單元可以檢測半導體襯底上的硅穿孔是否發生裂紋，并可以依此調節發生裂紋的硅穿孔的參數。

本公開的其他特性和優點將通過下面的詳細描述變得顯然，或部分地通過本公開的實踐而習得。

根據本公開的一個方面，提供一種硅穿孔裂紋檢測單元，該硅穿孔裂紋檢測單元包括：模擬硅穿孔、導電襯墊、第二介電襯墊、第一觸點、第二觸點。模擬硅穿孔設置于一半導體襯底中，所述模擬硅穿孔包括導電通道和用于隔離在所述導電通道和所述半導體襯底之間的第一介電襯墊；導電襯墊設置于所述半導體襯底中且圍繞所述第一介電襯墊設置；第二介電襯墊設置于所述半導體襯底中且圍繞所述導電襯墊設置；第一觸點設置于所述半導體襯底上且電連接于所述導電通道；第二觸點設置于所述半導體襯底上電連接于所述導電襯墊，其中，當所述第一觸點與所述第二觸點之間提供有一電壓差，根據所述第一觸點與所述第二觸點之間的導通狀態預測所述模擬硅穿孔所在位置范圍內的硅穿孔是否出現裂紋。

本公開的一種示例性實施例中，所述導電通道的材料包括銅、鎢、鋁中的一種或多種。

本公開的一種示例性實施例中，所述導電襯墊的材料包括摻雜多晶硅。

本公開的一種示例性實施例中，所述半導體襯底包括位于所述模擬硅穿孔周圍的外置區，所述導電襯墊和所述第二介電襯墊設置于所述外置區內。

本公開的一種示例性實施例中，所述半導體襯底包括晶圓，所述晶圓具有用于切割的切割道，所述模擬硅穿孔的數量為多個，多個所述模擬硅穿孔等距排列與所述切割道上。

根據本公開的一個方面，提供一種硅穿孔裂紋檢測方法，該方法包括：

在一半導體襯底上設置硅穿孔的同時設置如上述的硅穿孔裂紋檢測單元；

檢測所述硅穿孔裂紋檢測單元中模擬硅穿孔是否出現裂紋，從而預測所述模擬硅穿孔所在位置范圍內的所述硅穿孔是否出現裂紋。

本公開的一種示例性實施例中，檢測所述模擬硅穿孔是否出現裂紋包括：

向所述硅穿孔裂紋檢測單元的第一觸點和第二觸點之間輸入一電壓差；