[發明專利]制造半導體器件的方法以及半導體器件

有效

• 申請號: 201880066551.4
• 申請日: 2018-10-11
• 公開（公告）號: CN111213231B
• 公開（公告）日: 2023-06-13
• 發明（設計）人: 托馬斯·博德納;斯蒂芬·杰森尼戈;弗朗茲·施蘭克
• 申請（專利權）人: AMS有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L23/48
• 代理公司: 北京柏杉松知識產權代理事務所(普通合伙) 11413
• 代理人: 羅小晨;劉繼富

一種用于制造半導體器件(10)的方法，包括以下步驟：提供具有主延伸平面的半導體器件(11)，以及在垂直于半導體本體(11)的主延伸平面的垂直方向(z)上從半導體本體(11)的頂側(13)在半導體本體(11)中形成溝槽(12)。該方法還包括以下步驟：用隔離層(15)涂覆溝槽(12)的內壁(14)、在溝槽(12)內沉積金屬化層(16)，以及在溝槽(12)內沉積鈍化層(17)，使得溝槽(12)的內部空間(18)沒有任何材料，其中，與內部空間(18)相鄰的內表面(19)至少局部地被處理為疏水性的。此外，提供了一種半導體器件(10)。

為了電接觸半導體器件的集成電路或半導體器件的另一部分，常用的方法是形成穿過器件的硅襯底的硅通孔。因此，在襯底中形成溝槽。溝槽至少部分填充有金屬化層，該金屬化層與襯底電隔離。布置在襯底的電路側的集成電路能夠經由硅通孔電接觸。

為了將半導體器件附接到載體或晶片，能夠在半導體器件與載體之間布置底部填充材料。如果硅通孔沒有完全用金屬化層填充，則底部填充材料能夠至少部分地填充硅通孔。由于底部填充材料和硅通孔的材料的熱膨脹系數不同，因此在處理期間可能在硅通孔內部和周圍產生應力。因此，硅通孔的一些層可能彼此分層，并且在硅通孔的材料中可能產生裂紋。這些裂紋可能導致泄漏電流，或者灰塵或濕氣可能進入半導體器件。因此，可能降低半導體器件的效率和壽命。

一個目的是提供一種效率更高的半導體器件。另一個目的是提供一種用于制造有效的半導體器件的方法。

該目的通過獨立權利要求實現。其他實施例是從屬權利要求的主題。

根據用于制造半導體器件的方法的至少一個實施例，該方法包括為半導體本體提供主延伸平面的步驟。半導體本體能夠是襯底或晶片。這意味著，半導體本體是三維體，并且它能夠是長方體。半導體本體包括能夠是例如硅的半導體材料。

該方法還包括在垂直于半導體本體的主延伸平面的垂直方向上從半導體本體的頂側在半導體本體中形成溝槽。能夠通過蝕刻半導體本體的材料來形成溝槽。在溝槽的背離半導體本體的頂側的底側處，能夠布置蝕刻停止層。蝕刻停止層能夠用作用于蝕刻溝槽的蝕刻停止。這意味著，溝槽能夠從半導體本體的頂側朝向蝕刻停止層延伸。溝槽能夠具有圓柱形狀。圓柱體的直徑能夠例如達到40μm或80μm。

該方法還包括用隔離層涂覆溝槽的內壁。溝槽的內壁能夠在垂直方向上延伸。隔離層能夠包括例如二氧化硅的電絕緣材料。溝槽的內壁能夠完全被隔離層涂覆。還可能的是，在溝槽的底側處的底表面涂覆有隔離層。溝槽的底表面能夠完全被隔離層涂覆。在沉積隔離層之后，能夠從溝槽的底表面去除隔離層。

該方法還包括在溝槽內沉積金屬化層。金屬化層能夠沉積在隔離層的頂部上。金屬化層能夠直接地沉積在隔離層的頂部上。這意味著，金屬化層和隔離層能夠直接接觸。此外，能夠在沉積隔離層之后沉積金屬化層。金屬化層能夠完全覆蓋隔離層。另外，金屬化層能夠覆蓋溝槽的底表面。這意味著例如金屬化層與蝕刻停止層直接接觸。金屬化層沒有完全填充溝槽。這意味著，溝槽的一部分沒有金屬化層。金屬化層能夠包括例如鎢的導電材料。

該方法還包括在溝槽內沉積鈍化層，使得溝槽的內部空間不含任何材料，其中，與內部空間相鄰的內表面至少局部地被處理為疏水性的。內表面至少局部地被處理為超疏水性也是可能的。鈍化層能夠沉積在金屬化層的頂部上。鈍化層能夠直接地沉積在金屬化層的頂部上。這意味著，鈍化層和金屬化層能夠直接接觸。此外，能夠在沉積金屬化層之后沉積鈍化層。鈍化層能夠完全覆蓋金屬化層。這意味著，鈍化層能夠在溝槽的內壁處和底表面處覆蓋金屬化層。

在沉積鈍化層之后，溝槽的內部空間保持沒有任何材料。這意味著，溝槽的內部空間在平行于半導體本體的主延伸平面的橫向方向上布置在內壁之間。換句話說，溝槽不完全填充有材料。這也意味著，溝槽不完全填充有隔離層、金屬化層和鈍化層。