[發明專利]硅通孔結構及其形成方法

在審

• 申請號: 202111143622.6
• 申請日: 2021-09-28
• 公開（公告）號: CN113903719A
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發明（設計）人: 郭偉;曹秉霞;屠瀟
• 申請（專利權）人: 廣州粵芯半導體技術有限公司
• 主分類號: H01L23/48
• 分類號: H01L23/48;H01L21/768
• 代理公司: 上海思捷知識產權代理有限公司 31295
• 代理人: 尤彩紅

本發明提供了一種硅通孔結構及其形成方法，其中硅通孔結構包括：襯底，襯底具有相對設置的正面和背面；位于襯底內的有源區，有源區靠近正面設置；位于襯底內的硅通孔，硅通孔貫通正面和背面，同時，硅通孔還貫通有源區；位于硅通孔和有源區之間的金屬硅化物。本發明硅通孔和有源區之間具有金屬硅化物，因此，襯底上的其他器件可以通過硅通孔和有源區連通，同時，還可以減少用于襯底上的其他器件和有源區連通的連接件，從而減少了硅通孔所在的芯片的面積。更進一步的，硅通孔形成在金屬硅化物形成的孔洞內，相對于現有技術通過刻蝕形成的孔洞，金屬硅化物的壁上沒有毛刺，形成的硅通孔也沒有毛刺，從而提高了硅通孔結構的質量。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，尤其是涉及一種硅通孔結構及其形成方法。

背景技術

對晶圓制造而言，TSV(Trough Silicon Via)的中文意思為“通過硅片通道”，或稱為硅通孔。TSV工藝通常用來服務于后段封裝過程，把wafer正面的Metal PAD通過TSV接引到wafer背面，從而減小封裝面積，達成封裝的有效性、便利性。

現有技術中，請參照圖1，形成硅通孔結構的方法為，提供一襯底110，襯底110可以是晶圓，襯底110包括相對設置的正面和背面，在靠近襯底的正面的襯底110內形成有源區120，在從襯底110的襯底的正面開始刻蝕部分有源區120形成孔洞130，向孔洞130內填充金屬并且金屬填滿孔洞130，形成硅通孔140。在襯底的正面形成pad150，pad150覆蓋硅通孔140和部分襯底110的襯底的正面。接著，從襯底110的襯底的背面開始研磨部分襯底110，露出硅通孔140。接著，再形成連接件將有源區120引出。但是由于孔洞130是通過刻蝕形成，因此，孔洞130的側壁具有些許毛刺，填充的金屬形成硅通孔140時，毛刺會影響硅通孔140的質量，例如發生漏電或者出現尖端放電。并且連接件需要占用部分空間，間接增加了器件的面積，使得單位晶圓上形成的器件減少。

發明內容

本發明的目的在于提供一種硅通孔結構及其形成方法，能消除硅通孔的毛刺，同時，襯底上的其他器件可以通過硅通孔和有源區連通。

為了達到上述目的，本發明提供了一種硅通孔結構，包括：

襯底，所述襯底具有相對設置的正面和背面；

位于所述襯底內的有源區，所述有源區靠近所述襯底的正面設置；

位于所述襯底內的硅通孔，所述硅通孔貫通所述襯底的正面和所述襯底的背面，同時，所述硅通孔還貫通所述有源區；以及

位于所述硅通孔和所述有源區之間的金屬硅化物。

可選的，在所述的硅通孔結構中，還包括：位于所述襯底的正面的pad，所述pad覆蓋所述硅通孔和部分所述襯底的正面。

相應地，本發明還提供了一種硅通孔結構的形成方法，包括：

提供襯底，所述襯底具有相對設置的正面和背面；

在所述襯底內形成有源區，所述有源區靠近所述襯底的正面設置；

在所述襯底內形成第一孔洞，所述第一孔洞靠近所述襯底的正面設置，且所述第一孔洞穿過所述有源區；

在所述第一孔洞的底壁和側壁上通過生長金屬層以及對所述金屬層進行高溫工藝，以形成金屬硅化物，同時，所述金屬硅化物形成第二孔洞；

在所述第二孔洞內形成硅通孔；以及

研磨所述襯底的背面，以露出所述硅通孔。

可選的，在所述的硅通孔結構的形成方法中，形成所述有源區的方法包括：

從所述襯底的正面開始向所述襯底內注入離子，形成輕摻雜區域；

向所述輕摻雜區域注入離子形成中摻雜區域；以及