[發(fā)明專(zhuān)利]包括過(guò)硅通孔結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置及其制造方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110829305.3
• 申請(qǐng)日: 2021-07-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114649300A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡正龍;趙珍嬉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 愛(ài)思開(kāi)海力士有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L23/538
• 分類(lèi)號(hào): H01L23/538;H01L21/768
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 劉久亮;黃綸偉

本公開(kāi)涉及一種包括過(guò)硅通孔結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置及其制造方法。半導(dǎo)體裝置可以包括通路孔、第一電極、第二電極和第一保護(hù)絕緣層。通路孔可以形成為穿透基板。第一電極可以包括形成在通路孔的表面上的電極段。第二電極可以沿著通路孔的表面形成在第一電極上。第二電極可以包括被放置在基板的表面下方的兩端。第一保護(hù)絕緣層可以沿著通路孔的表面形成在第二電極上。第一保護(hù)絕緣層可以包括從第二電極的兩端向上突出的兩端。

技術(shù)領(lǐng)域

本專(zhuān)利文檔中所公開(kāi)的技術(shù)和實(shí)現(xiàn)方式總體上涉及一種半導(dǎo)體裝置，并且更具體地，涉及具有過(guò)硅通孔(through silicon via，TSV)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置及制造半導(dǎo)體裝置的方法。

背景技術(shù)

隨著在一個(gè)半導(dǎo)體裝置中包括多個(gè)半導(dǎo)體芯片的三維(3D)封裝的日益發(fā)展，被配置為形成垂直穿透基板或晶片的電連接的過(guò)硅通孔(TSV)技術(shù)變得更重要。為了提高3D封裝的性能和可靠性，需要提供具有穩(wěn)定操作特性和高可靠性的TSV結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

所公開(kāi)的技術(shù)的示例實(shí)施方式提供了一種包括改進(jìn)的TSV結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置。

所公開(kāi)的技術(shù)的示例實(shí)施方式還提供了制造上述半導(dǎo)體裝置的方法。

在本公開(kāi)的示例實(shí)施方式中，半導(dǎo)體裝置可以包括通路孔(via hole)、第一電極、第二電極和第一保護(hù)絕緣層。通路孔可以被形成為穿透基板。第一電極可以包括形成在通路孔的表面上的電極段。第二電極可以沿著通路孔的表面形成在第一電極上。第二電極可以包括被放置在基板的表面下方的兩端。第一保護(hù)絕緣層可以沿著通路孔的表面形成在第二電極上。第一保護(hù)絕緣層可以包括從第二電極的兩端向上突出的兩端。

在示例實(shí)施方式中，半導(dǎo)體裝置還可以包括第二保護(hù)絕緣層和封蓋層。第二保護(hù)絕緣層可以被配置為覆蓋第二電極的由第一電極和第一保護(hù)絕緣層暴露的兩端。封蓋層可以被配置為覆蓋基板并且填充通路孔。

在本公開(kāi)的示例實(shí)施方式中，半導(dǎo)體裝置可以包括層疊結(jié)構(gòu)、通路孔、第一電極、第二電極和第一保護(hù)絕緣層。層疊結(jié)構(gòu)可以包括下部結(jié)構(gòu)和上部結(jié)構(gòu)。下部結(jié)構(gòu)可以包括下部基板、設(shè)置在下部基板上的下部絕緣中間層以及設(shè)置在下部絕緣中間層中的下部電路。下部電路可以包括下部通孔焊盤(pán)。上部結(jié)構(gòu)可以包括上部基板、設(shè)置在上部基板上的上部絕緣中間層以及設(shè)置在上部絕緣中間層中的上部電路。通路孔可以形成在層疊結(jié)構(gòu)處以暴露下部通孔焊盤(pán)。第一電極可以形成在通路孔的表面上。第二電極可以沿著通路孔的表面形成在第一電極上。第二電極可以包括被放置在上部基板的表面下方的兩端。第一保護(hù)絕緣層可以沿著通路孔的表面形成在第二電極上。第一保護(hù)絕緣層可以包括從第二電極的兩端向上突出的兩端。

在示例實(shí)施方式中，半導(dǎo)體裝置還可以包括第二保護(hù)絕緣層和封蓋層。第二保護(hù)絕緣層可以被配置為覆蓋第二電極的由第一電極和第一保護(hù)絕緣層暴露的兩端。封蓋層可以被配置為覆蓋層疊結(jié)構(gòu)并且填充通路孔。

在本公開(kāi)的示例實(shí)施方式中，根據(jù)制造半導(dǎo)體裝置的方法，可以蝕刻基板以形成通路孔。可以在通路孔的表面上形成第一電極。可以在基板的表面上形成導(dǎo)電層和絕緣層。可以蝕刻導(dǎo)電層和絕緣層以在第一電極上形成第二電極并且在第二電極上形成第一保護(hù)絕緣層。可以沿著通路孔的表面在第一電極上形成第二電極。可以沿著通路孔的表面在第二電極上形成第一保護(hù)絕緣層。第二電極可以包括被放置在基板的表面下方的兩端。第一保護(hù)絕緣層可以包括從第二電極的兩端向上突出的兩端。

在示例實(shí)施方式中，該方法可以還包括形成第二保護(hù)絕緣層以覆蓋第二電極的由第一電極和第一保護(hù)絕緣層暴露的兩端，并且形成封蓋層以覆蓋基板并填充通路孔。

根據(jù)示例實(shí)施方式，第二電極的兩端可以被放置為低于基板的表面。此外，第一保護(hù)絕緣層的兩端可以從第二電極的兩端突出。因此，可以防止由濕氣滲透引起的第二電極的氧化。