[發明專利]半導體襯底、制備方法以及電子元器件

有效

• 申請號: 202011329627.3
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN112435984B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 朱寶;陳琳;孫清清;張衛
• 申請（專利權）人: 復旦大學;上海集成電路制造創新中心有限公司
• 主分類號: H01L23/522
• 分類號: H01L23/522;H01L23/528;H01L21/768
• 代理公司: 上海恒銳佳知識產權代理事務所(普通合伙) 31286
• 代理人: 黃海霞

本發明提供了一種半導體襯底，包括相對的第一襯底表面和第二襯底表面，貫通所述第一襯底表面和所述第二襯底表面的通孔結構，以及堆疊設置的第一隔離層和電感層。所述半導體襯底的通孔結構內表面開設有凹陷部，能夠增加所述通孔結構的比表面積，所述凹陷部的內表面與所述通孔結構的內表面相接以形成連續內表面，且所述第一隔離層覆蓋所述連續內表面以及所述電感層填充所述凹陷部，有利于通過提高所述電感層的截面積來增加電感值，同時也便于通過改變所述通孔結構的結構以及所述凹陷部的深寬比來調節所述電感值，從而擴大應用范圍。本發明還提供了所述半導體襯底的制備方法以及包括所述半導體襯底的電子元器件。

技術領域

本發明涉及集成電路封裝技術領域，尤其涉及半導體襯底、制備方法以及電子元器件。

背景技術

隨著集成電路工藝技術的高速發展，微電子封裝技術逐漸成為制約半導體技術發展的主要因素，其中，硅通孔結構技術能夠使芯片在三維方向堆疊的密度最大、芯片之間的互連線最短、外形尺寸最小，并且大大改善芯片速度和低功耗的性能。

作為集成電路中一種重要的無源器件，電感可以用于制作濾波器和震蕩器，這些器件都需要具有高電感值。硅通孔結構結構本身具有較大的深寬比和比表面積，是制備高數值電感的良好基底。

公開號為CN107611536A的中國專利申請公開了一種運用硅通孔結構結構的新型切皮雪夫濾波器，該濾波器通過改變同軸硅通孔結構中絕緣層的使用材料來增大電容值，并通過垂直互連技術減小互連線的尺寸，從而提高濾波器的整體性能。然而，硅通孔結構絕緣層的厚度以及使用材料種類都是有限的，該濾波器在電感數值方面的調控范圍非常有限，進而會限制進一步的應用。

因此，有必要設計一種新型的半導體襯底以避免現有技術中存在的上述問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種半導體襯底及其制備方法，以及包括所述半導體襯底的電子元器件，以有利于電感數值的調控，從而擴大應用范圍。

為實現上述目的，本申請的所述半導體襯底包括相對的第一襯底表面和第二襯底表面，以及貫通所述第一襯底表面和所述第二襯底表面的通孔結構，所述通孔結構的內表面開設有凹陷部，所述凹陷部的內表面與所述通孔結構的內表面相接以形成連續內表面；所述半導體襯底還包括堆疊設置的第一隔離層和電感層，所述第一隔離層覆蓋所述連續內表面，所述電感層填充所述凹陷部。

本申請所述半導體襯底的有益效果在于：所述半導體襯底的通孔結構內表面開設有凹陷部，能夠增加所述通孔結構的比表面積，所述凹陷部的內表面與所述通孔結構的內表面相接以形成連續內表面，且所述第一隔離層覆蓋所述連續內表面以及所述電感層填充所述凹陷部，有利于通過提高所述電感層的截面積來增加電感值，同時也便于通過改變所述通孔結構的結構以及所述凹陷部的深寬比來調節所述電感值，從而擴大應用范圍。

優選的，所述電感層包括第一導體層，所述第一導體層包括第一子導體層和第二子導體層，所述第一子導體層靠近所述通孔結構的軸線并朝向所述通孔結構的內表面，所述第二子導體層位于所述凹陷部內，并朝向所述通孔結構的軸線延伸以交匯于所述第一子導體層。其有益效果在于：實現對所述凹陷部的有效填充。

進一步優選的，所述電感層還包括順次堆疊設置的第一擴散阻擋層和第一籽晶層，所述第一擴散阻擋層和所述第一籽晶層設置于所述第一子導體層和所述第二子導體層的任意一種與所述第一隔離層之間。

進一步優選的，所述第一隔離層的厚度為50-100納米，所述第一擴散阻擋層的厚度為10-20納米，所述第一籽晶層的厚度為10-20納米，所述第一導體層的厚度為100-200納米。其有益效果在于：有利于電感值的調控。

進一步優選的，還包括第二隔離層和互連結構，所述第二隔離層覆蓋所述第一子導體層的靠近所述通孔結構軸線的表面，所述互連結構設置于所述第二隔離層，并填充所述通孔結構。其有益效果在于：使所述通孔結構和所述電感層之間相互沒有影響，并有利于通過所述互連結構實現不同芯片的堆疊互連。