專利名稱：形成具有絕緣環(huán)形環(huán)的導(dǎo)電tsv的方法和半導(dǎo)體器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及半導(dǎo)體器件，并且更特別地涉及形成具有絕緣環(huán)形環(huán)的導(dǎo)電 TSV的方法和半導(dǎo)體器件。
背景技術(shù)：
常常在現(xiàn)代電子產(chǎn)品中發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體器件。半導(dǎo)體器件在電部件的數(shù)目和密度方面變化。分立的半導(dǎo)體器件一般包含一種類型的電部件，例如發(fā)光二極管(LED)、小信號晶體管、電阻器、電容器、電感器、功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(M0SFET)。集成半導(dǎo)體器件典型地包含幾百個到數(shù)以百萬的電部件。集成半導(dǎo)體器件的示例包括微控制器、微處理器、電荷耦合器件(CXD )、太陽能電池以及數(shù)字微鏡器件(DMD )。半導(dǎo)體器件執(zhí)行各種的功能，諸如信號處理、高速計(jì)算、發(fā)射和接收電磁信號、控制電子器件、將太陽光轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏σ约爱a(chǎn)生用于電視顯示的視覺投影。在娛樂、通信、功率轉(zhuǎn)換、網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)以及消費(fèi)產(chǎn)品的領(lǐng)域中發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體器件。還在軍事應(yīng)用、航空、汽車、工業(yè)控制器和辦公設(shè)備中發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體器件。半導(dǎo)體器件利用半導(dǎo)體材料的電屬性。半導(dǎo)體材料的原子結(jié)構(gòu)允許通過施加電場或基電流(base current)或通過摻雜工藝而操縱其導(dǎo)電性。摻雜向半導(dǎo)體材料引入雜質(zhì)以操縱和控制半導(dǎo)體器件的導(dǎo)電性。半導(dǎo)體器件包含有源和無源電結(jié)構(gòu)。包括雙極和場效應(yīng)晶體管的有源結(jié)構(gòu)控制電流的流動。通過改變摻雜水平和施加電場或基電流，晶體管要么促進(jìn)要么限制電流的流動。 包括電阻器、電容器和電感器的無源結(jié)構(gòu)創(chuàng)建為執(zhí)行各種電功能所必須的電壓和電流之間的關(guān)系。無源和有源結(jié)構(gòu)電連接以形成電路，這使得半導(dǎo)體器件能夠執(zhí)行高速計(jì)算和其他有用功能。半導(dǎo)體器件一般使用兩個復(fù)雜的制造工藝來制造，S卩，前端制造和和后端制造，每一個可能涉及成百個步驟。前端制造涉及在半導(dǎo)體晶片的表面上形成多個管芯。每個管芯典型地是相同的且包含通過電連接有源和無源部件而形成的電路。后端制造涉及從完成的晶片分割(singulate)各個管芯且封裝管芯以提供結(jié)構(gòu)支撐和環(huán)境隔離。半導(dǎo)體制造的一個目的是生產(chǎn)較小的半導(dǎo)體器件。較小的器件典型地消耗較少的功率、具有較高的性能且可以更高效地生產(chǎn)。另外，較小的半導(dǎo)體器件具有較小的占位面積，這對于較小的終端產(chǎn)品而言是希望的。較小的管芯尺寸可以通過前端工藝中的改進(jìn)來獲得，該前端工藝中的改進(jìn)導(dǎo)致管芯具有較小、較高密度的有源和無源部件。后端工藝可以通過電互連和封裝材料中的改進(jìn)而導(dǎo)致具有較小占位面積的半導(dǎo)體器件封裝。圖1示出具有在晶片上形成的被劃片街區(qū)(saw street) 14分離的多個半導(dǎo)體管芯12的常規(guī)半導(dǎo)體晶片10。在有源表面18上形成絕緣或電介質(zhì)層16。在絕緣層16上形成導(dǎo)電層20。導(dǎo)電層20作為接觸焊盤用于到外部電路的電連接。在絕緣層16和導(dǎo)電層 20上形成絕緣或鈍化層22。圖2舉例說明常規(guī)半導(dǎo)體管芯12的一部分。通過絕緣層16和管芯12的基礎(chǔ)半導(dǎo)體材料形成多個通孔。首先在通孔的側(cè)壁上形成絕緣材料作為絕緣環(huán)對。在形成絕緣環(huán)M之后，然后在絕緣環(huán)M上用導(dǎo)電材料填充剩余通孔區(qū)域以形成ζ方向垂直導(dǎo)電穿硅通孔(TSV) 26。 圖3a_3d舉例說明具有絕緣環(huán)的另一常規(guī)導(dǎo)電TSV。在圖3a中，通過絕緣層16和管芯12的基礎(chǔ)半導(dǎo)體材料形成多個通孔28。如圖北所示，首先向通孔28中沉積絕緣材料以形成絕緣環(huán)30。在圖3c中，切割通孔32以去除在絕緣環(huán)30和絕緣層16內(nèi)或內(nèi)部的基礎(chǔ)半導(dǎo)體材料下至導(dǎo)電層20。在形成絕緣環(huán)30之后，然后用導(dǎo)電材料填充剩余通孔區(qū)域 32以形成ζ方向垂直導(dǎo)電TSV 34，如圖3d所示。將導(dǎo)電TSV 34電連接到導(dǎo)電層20。
在每種情況下，在導(dǎo)電TSV之前沉積絕緣環(huán)。因此，絕緣材料在沉積期間積聚在暴露的導(dǎo)電層20上。在用導(dǎo)電材料來填充通孔之前必須從導(dǎo)電層20的TSV接觸區(qū)域去除或清除絕緣材料以保證良好的電接觸。從導(dǎo)電層20的TSV接觸區(qū)域去除絕緣殘余物的工藝是耗費(fèi)時(shí)間的，并且添加制造成本。不能適當(dāng)?shù)貜膶?dǎo)電層20的TSV接觸區(qū)域去除絕緣層M 在半導(dǎo)體管芯12中引起高接觸電阻和缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
需要在不在底層導(dǎo)電層上留下絕緣材料殘余物的情況下形成具有絕緣環(huán)的導(dǎo)電 TSV0因此，在一個實(shí)施例中，本發(fā)明是一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括步驟提供半導(dǎo)體晶片、在半導(dǎo)體晶片的有源表面上形成絕緣層、在絕緣層上形成導(dǎo)電層、形成從與有源表面相對的半導(dǎo)體晶片的背表面通過半導(dǎo)體晶片和絕緣層至導(dǎo)電層的第一通孔、在形成導(dǎo)電 TSV之后在第一通孔中沉積導(dǎo)電材料以形成導(dǎo)電TSV、在導(dǎo)電TSV周圍形成從半導(dǎo)體晶片的背表面通過半導(dǎo)體晶片和絕緣層至導(dǎo)電層的第二通孔、以及在第二通孔中沉積第一絕緣材料以形成絕緣環(huán)形環(huán)。在另一實(shí)施例中，本發(fā)明是一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括步驟提供半導(dǎo)體晶片、形成通過半導(dǎo)體晶片的第一通孔、在第一通孔中沉積導(dǎo)電材料以形成導(dǎo)電通孔、在形成導(dǎo)電通孔之后在導(dǎo)電通孔周圍形成通過半導(dǎo)體晶片的第二通孔、以及在第二通孔中沉積第一絕緣材料以形成絕緣環(huán)。在另一實(shí)施例中，本發(fā)明是一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括步驟提供半導(dǎo)體管芯、形成通過半導(dǎo)體管芯的第一通孔、在第一通孔中沉積導(dǎo)電材料以形成導(dǎo)電通孔、在導(dǎo)電通孔外面形成通過半導(dǎo)體管芯的第二通孔、以及在第二通孔中沉積第一絕緣材料以形成絕緣環(huán)。在另一實(shí)施例中，本發(fā)明是一種包括半導(dǎo)體管芯和通過半導(dǎo)體管芯形成的導(dǎo)電通孔的半導(dǎo)體器件。在導(dǎo)電通孔外面形成通過半導(dǎo)體管芯的絕緣環(huán)。


圖1舉例說明具有被劃片街區(qū)分離的多個半導(dǎo)體管芯的常規(guī)半導(dǎo)體晶片； 圖2舉例說明具有通過半導(dǎo)體管芯形成的絕緣環(huán)的常規(guī)導(dǎo)電TSV ；
圖3a-3d舉例說明具有通過半導(dǎo)體管芯形成的絕緣環(huán)的另一常規(guī)導(dǎo)電TSV ； 圖4舉例說明具有被安裝到其表面的不同類型的封裝的PCB ； 圖5a-5c舉例說明被安裝到PCB的代表性半導(dǎo)體封裝的更多細(xì)節(jié)；
5圖6a_6c舉例說明具有被劃片街區(qū)分離的多個半導(dǎo)體管芯的常規(guī)半導(dǎo)體晶片； 圖7a_7f舉例說明形成具有絕緣環(huán)形環(huán)的導(dǎo)電TSV的工藝； 圖8a_8g舉例說明具有共形導(dǎo)電襯里和絕緣環(huán)形環(huán)的導(dǎo)電TSV ； 圖9a_9f舉例說明具有較大絕緣環(huán)形環(huán)的小導(dǎo)電TSV ； 圖IOa-IOf舉例說明具有絕緣環(huán)形環(huán)的突出導(dǎo)電TSV; 圖Ila-Ilg舉例說明具有絕緣環(huán)形環(huán)的凹陷導(dǎo)電TSV ；
圖舉例說明具有在半導(dǎo)體管芯的有源表面處終止的絕緣環(huán)形環(huán)的導(dǎo)電TSV;
以及
圖13a-13f舉例說明具有在堆積互連層上的絕緣環(huán)形環(huán)的導(dǎo)電TSV。
具體實(shí)施例方式在下面的描述中，參考圖以一個或更多實(shí)施例描述本發(fā)明，在這些圖中相似的標(biāo)號代表相同或類似的元件。盡管就用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的最佳模式描述本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，其旨在覆蓋可以包括在如下面的公開和圖支持的所附權(quán)利要求及其等價(jià)物限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的備選、修改和等價(jià)物。半導(dǎo)體器件一般使用兩個復(fù)雜制造工藝來制造前端制造和后端制造。前端制造涉及在半導(dǎo)體晶片的表面上形成多個管芯。晶片上的每個管芯包含有源和無源電部件，它們電連接以形成功能電路。諸如晶體管和二極管的有源電部件具有控制電流流動的能力。 諸如電容器、電感器、電阻器和變壓器的無源電部件創(chuàng)建為執(zhí)行電路功能所必須的電壓和電流之間的關(guān)系。通過包括摻雜、沉積、光刻、蝕刻和平坦化的一系列工藝步驟在半導(dǎo)體晶片的表面上形成無源和有源部件。摻雜通過諸如離子注入或熱擴(kuò)散的技術(shù)將雜質(zhì)引入到半導(dǎo)體材料中。摻雜工藝修改了有源器件中半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性，將半導(dǎo)體材料轉(zhuǎn)變?yōu)榻^緣體、導(dǎo)體， 或者響應(yīng)于電場或基電流而動態(tài)地改變半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性。晶體管包含不同類型和摻雜程度的區(qū)域，其按照需要被布置為使得當(dāng)施加電場或基電流時(shí)晶體管能夠促進(jìn)或限制電流的流動。通過具有不同電屬性的材料層形成有源和無源部件。層可以通過部分由被沉積的材料類型確定的各種沉積技術(shù)來形成。例如，薄膜沉積可能涉及化學(xué)汽相沉積(CVD)、物理汽相沉積(PVD)、電解電鍍和化學(xué)電鍍工藝。每一層一般被圖案化以形成有源部件、無源部件或部件之間的電連接的部分。可以使用光刻對層進(jìn)行圖案化，光刻涉及例如光刻膠的光敏材料在待被圖案化的層上的沉積。使用光，圖案從光掩模轉(zhuǎn)印到光刻膠。受光影響的光刻膠圖案的部分使用溶劑來去除，露出待被圖案化的底層的部分。光刻膠的剩余部分被去除，留下圖案化層。備選地，一些類型的材料通過使用諸如化學(xué)電鍍和電解電鍍這樣的技術(shù)來直接向原先沉積/蝕刻工藝形成的區(qū)域或空位沉積材料而被圖案化。在現(xiàn)有圖案上沉積材料的薄膜可以放大底層圖案且形成不均勻的平坦表面。需要均勻的平坦表面來生產(chǎn)更小且更致密堆疊的有源和無源部件。平坦化可以用于從晶片的表面去除材料且產(chǎn)生均勻的平坦表面。平坦化涉及使用拋光墊對晶片的表面進(jìn)行拋光。研磨材料和腐蝕化學(xué)物在拋光期間被添加到晶片的表面。組合的研磨物的機(jī)械行為和化學(xué)物的
6腐蝕行為去除任何不規(guī)則外貌，導(dǎo)致均勻的平坦表面。后端制造指將完成的晶片切割或分割為各個管芯且然后封裝管芯以用于結(jié)構(gòu)支撐和環(huán)境隔離。為了分割管芯，晶片沿著稱為劃片街區(qū)或劃線的晶片的非功能區(qū)域被劃片且折斷。使用激光切割工具或鋸條來分割晶片。在分割之后，各個管芯被安裝到封裝基板， 該封裝基板包括引腳或接觸焊盤以用于與其他系統(tǒng)部件互連。在半導(dǎo)體管芯上形成的接觸焊盤然后連接到封裝內(nèi)的接觸焊盤。電連接可以使用焊料凸塊、柱形凸塊、導(dǎo)電膠或引線接合來制成。密封劑或其他成型材料沉積在封裝上以提供物理支撐和電隔離。完成的封裝然后被插入到電系統(tǒng)中且使得半導(dǎo)體器件的功能性對于其他系統(tǒng)部件可用。圖4舉例說明具有芯片載體基板或印刷電路板(PCB)52的電子器件50，該芯片載體基板或印刷電路板(PCB) 52具有安裝在其表面上的多個半導(dǎo)體封裝。取決于應(yīng)用，電子器件50可以具有一種類型的半導(dǎo)體封裝或多種類型的半導(dǎo)體封裝。用于說明性目的，在圖 4中示出了不同類型的半導(dǎo)體封裝。電子器件50可以是使用半導(dǎo)體封裝以執(zhí)行一個或更多電功能的獨(dú)立系統(tǒng)。備選地，電子器件50可以是較大系統(tǒng)的子部件。例如，電子器件50可以是蜂窩電話、個人數(shù)字助理(PDA)、數(shù)碼攝像機(jī)(DVC)或其他電子通信器件的一部分。備選地，電子器件50可以是圖形卡、網(wǎng)絡(luò)接口卡或可以被插入到計(jì)算機(jī)中的其他信號處理卡。半導(dǎo)體封裝可以包括微處理器、存儲器、專用集成電路(ASIC)、邏輯電路、模擬電路、RF電路、分立器件或其他半導(dǎo)體管芯或電部件。微型化和重量減小對于這些產(chǎn)品被市場接受是至關(guān)重要的。半導(dǎo)體器件之間的距離必須減小以實(shí)現(xiàn)更高的密度。在圖4中，PCB 52提供用于安裝到PCB上的半導(dǎo)體封裝的結(jié)構(gòu)支撐和電互連的一般性基板。使用蒸發(fā)、電解電鍍、化學(xué)電鍍、絲網(wǎng)印刷或者其他合適的金屬沉積工藝，導(dǎo)電信號跡線討在？08 52的表面上或其層內(nèi)形成。信號跡線M提供半導(dǎo)體封裝、安裝的部件以及其他外部系統(tǒng)部件中的每一個之間的電通信。跡線M還向半導(dǎo)體封裝中的每一個提供功率和接地連接。在一些實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件具有兩個封裝級別。第一級封裝是用于機(jī)械和電附連半導(dǎo)體管芯到中間載體的技術(shù)。第二級封裝涉及機(jī)械和電附連中間載體到PCB。在其他實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件可以僅具有第一級封裝，其中管芯被直接機(jī)械和電地安裝到PCB。用于說明目的，在PCB 52上示出包括引線接合封裝56和倒裝芯片58的若干類型的第一級封裝。另外，示出在PCB 52上安裝的若干類型的第二級封裝，包括球柵陣列(BGA) 60、凸塊芯片載體(BCC) 62、雙列直插式封裝(DIP) 64、岸面柵格陣列(LGA) 66、多芯片模塊 (MCM)68、四方扁平無引腳封裝(QFN)70以及方形扁平封裝72。取決于系統(tǒng)需求，使用第一和第二級封裝類型的任何組合配置的半導(dǎo)體封裝以及其他電子部件的任何組合可以連接到PCB 52。在一些實(shí)施例中，電子器件50包括單一附連的半導(dǎo)體封裝，而其他實(shí)施例需要多個互連封裝。通過在單個基板上組合一個或更多半導(dǎo)體封裝，制造商可以將預(yù)制部件結(jié)合到電子器件和系統(tǒng)中。因?yàn)榘雽?dǎo)體封裝包括復(fù)雜的功能性，可以使用較廉價(jià)的部件和流水線制造工藝來制造電子器件。所得到的器件較不傾向于發(fā)生故障且對于制造而言較不昂貴，導(dǎo)致針對消費(fèi)者的較少的成本。圖^1-5(示出示例性半導(dǎo)體封裝。圖說明安裝在PCB 52上的DIP 64的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。半導(dǎo)體管芯74包括有源區(qū)域，該有源區(qū)域包含實(shí)現(xiàn)為根據(jù)管芯的電設(shè)計(jì)而在管芯內(nèi)形成且電互連的有源器件、無源器件、導(dǎo)電層以及電介質(zhì)層的模擬或數(shù)字電路。例如， 電路可以包括一個或更多晶體管、二極管、電感器、電容器、電阻器以及在半導(dǎo)體管芯74的有源區(qū)域內(nèi)形成的其他電路元件。接觸焊盤76是諸如鋁(Al)、銅(Cu)、錫(Sn)、鎳(Ni)、金 (Au)或銀(Ag)的一層或多層導(dǎo)電材料，且電連接到半導(dǎo)體管芯74內(nèi)形成的電路元件。在 DIP 64的組裝期間，半導(dǎo)體管芯74使用金-硅共熔層或者諸如熱環(huán)氧物或環(huán)氧樹脂的粘合劑材料而安裝到中間載體78。封裝體包括諸如聚合物或陶瓷的絕緣封裝材料。導(dǎo)線80和引線接合82提供半導(dǎo)體管芯74和PCB 52之間的電互連。密封劑84沉積在封裝上，以通過防止?jié)駳夂皖w粒進(jìn)入封裝且污染管芯74或引線接合82而進(jìn)行環(huán)境保護(hù)。圖恥舉例說明安裝在PCB 52上的BCC 62的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。半導(dǎo)體管芯88使用底層填料或者環(huán)氧樹脂粘合劑材料92而安裝在載體90上。引線接合94提供接觸焊盤96和 98之間的第一級封裝互連。模塑料或密封劑100沉積在半導(dǎo)體管芯88和引線接合94上， 從而為器件提供物理支撐和電隔離。接觸焊盤102使用諸如電解電鍍或化學(xué)電鍍之類的合適的金屬沉積工藝而在PCB 52的表面上形成以防止氧化。接觸焊盤102電連接到PCB 52 中的一個或更多導(dǎo)電信號跡線討。凸塊104在BCC 62的接觸焊盤98和PCB 52的接觸焊盤102之間形成。在圖5c中，使用倒裝芯片類型第一級封裝將半導(dǎo)體管芯58面朝下地安裝到中間載體106。半導(dǎo)體管芯58的有源區(qū)域108包含實(shí)現(xiàn)為根據(jù)管芯的電設(shè)計(jì)而形成的有源器件、無源器件、導(dǎo)電層以及電介質(zhì)層的模擬或數(shù)字電路。例如，電路可以包括一個或更多晶體管、二極管、電感器、電容器、電阻器以及有源區(qū)域108內(nèi)的其他電路元件。半導(dǎo)體管芯58 通過凸塊110電和機(jī)械連接到載體106。使用利用凸塊112的BGA類型第二級封裝，BGA 60電且機(jī)械連接到PCB 52。半導(dǎo)體管芯58通過凸塊110、信號線114和凸塊112電連接到PCB 52中的導(dǎo)電跡線M。模塑料或密封劑116被沉積在半導(dǎo)體管芯58和載體106上以為器件提供物理支撐和電隔離。 倒裝芯片半導(dǎo)體器件提供從半導(dǎo)體管芯58上的有源器件到PCB 52上的導(dǎo)電跡線的短導(dǎo)電路徑以便減小信號傳播距離、降低電容且改善整體電路性能。在另一實(shí)施例中，半導(dǎo)體管芯 58可以使用倒裝芯片類型第一級封裝來直接機(jī)械和電地連接到PCB 52而不使用中間載體 106。圖6a，關(guān)聯(lián)圖4和fe_5c，示出具有用于結(jié)構(gòu)支撐的基底基板材料122的半導(dǎo)體晶片120，該基底基板材料諸如是硅、鍺、砷化鎵、磷化銦或者碳化硅。如上所述，在晶片120上形成通過劃片街區(qū)1 分離的多個半導(dǎo)體管芯或部件124。圖6b示出半導(dǎo)體晶片120的一部分的剖視圖。每個半導(dǎo)體管芯124具有背表面 128和有源表面130，該有源表面包含實(shí)現(xiàn)為在管芯內(nèi)形成的且根據(jù)管芯的電設(shè)計(jì)和功能而電互連的有源器件、無源器件、導(dǎo)電層以及電介質(zhì)層的模擬或數(shù)字電路。例如，電路可以包括一個或更多個晶體管、二極管以及在有源表面130內(nèi)形成的其他電路元件以實(shí)現(xiàn)諸如數(shù)字信號處理(DSP)、ASIC、存儲器或其他信號處理電路之類的模擬電路或數(shù)字電路。半導(dǎo)體管芯IM還可以包含諸如電感器、電容器和電阻器的IPD以用于RF信號處理。。使用PVD、CVD、絲網(wǎng)印刷、旋涂、噴涂、燒結(jié)或熱氧化在有源表面130上形成絕緣或電介質(zhì)層132。絕緣層132包含一層或多層二氧化硅(Si02)、氮化硅(Si3N4)、氮氧化硅 (SiON)、五氧化二鉭(Ta205)、氧化鋁(A1203)、聚酰亞胺、苯并環(huán)丁烯(BCB)、聚苯并惡唑(PBO)或其它適當(dāng)電介質(zhì)材料。使用PVD、CVD、電解電鍍、化學(xué)電鍍工藝或其它適當(dāng)?shù)慕饘俪练e工藝在絕緣層132 上形成導(dǎo)電層134。導(dǎo)電層134可以是一層或多層Al、Cu、Sn、Ni、Au、Ag或其它適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電材料。導(dǎo)電層134作為接觸焊盤用于到外部電路的電連接。使用PVD、CVD、絲網(wǎng)印刷、旋涂、噴涂、燒結(jié)或熱氧化在絕緣層132和導(dǎo)電層134上形成絕緣或鈍化層136。絕緣層136包含一層或多層Si02、Si3N4、SiON、Ta205、A1203、或具有類似絕緣和結(jié)構(gòu)性質(zhì)的其它材料。圖6c示出具有使用PVD、CVD、電解電鍍、化學(xué)電鍍工藝或其它適當(dāng)?shù)慕饘俪练e工藝在有源表面130上形成的導(dǎo)電層138的另一實(shí)施例。導(dǎo)電層138可以是一層或多層Al、 Cu、Sn、Ni、Au、Ag或其它適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電材料。導(dǎo)電層138作為被電連接到有源表面130上的電路的接觸焊盤。在半導(dǎo)體管芯124的有源表面130上形成堆積互連結(jié)構(gòu)140。堆積互連結(jié)構(gòu)140 包括使用圖案化和諸如濺射、電解電鍍和化學(xué)電鍍的金屬沉積工藝形成的導(dǎo)電層或重新分配層(RDL) 142。導(dǎo)電層142可以是一層或多層Al、Cu、Sn、Ni、Au、Ag或其它適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電材料。導(dǎo)電層142的一部分被電連接到接觸焊盤138。根據(jù)半導(dǎo)體管芯IM的設(shè)計(jì)和功能，導(dǎo)電層142的其它部分可以是電共用或電隔離的。使用PVD、CVD、絲網(wǎng)印刷、旋涂、噴涂、燒結(jié)或熱氧化在導(dǎo)電層142周圍形成絕緣或鈍化層144以用于電隔離。絕緣層144包含一層或多層Si02、Si3N4、Si0N、Ta205、A1203、 或具有類似絕緣和結(jié)構(gòu)性質(zhì)的其它材料。圖7a_7f舉例說明具有通過半導(dǎo)體管芯形成的導(dǎo)電TSV和絕緣環(huán)形環(huán)的半導(dǎo)體管芯124的一部分。在圖7a中，使用激光鉆孔、機(jī)械鉆孔或用掩膜進(jìn)行的深反應(yīng)離子蝕刻 (DRIE)在采取晶片形式的同時(shí)從與有源表面130相對的背表面1 開始、通過半導(dǎo)體管芯 IM和絕緣層132形成多個通孔146。通孔146延伸通過絕緣層132至導(dǎo)電層134。在一個實(shí)施例中，通孔146具有50-80微米(Mm)的直徑或?qū)挾萕l。在圖7b中，使用電解電鍍、化學(xué)電鍍工藝或其它適當(dāng)?shù)慕饘俪练e工藝用Al、Cu、 Sn、Ni、Au、Ag、Ti、W或其它適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電材料來填充通孔146以形成ζ方向垂直導(dǎo)電TSV 148。將導(dǎo)電TSV 148電連接到導(dǎo)電層134。在圖7c中，在用導(dǎo)電材料填充通孔146以形成導(dǎo)電TSV 148之后，使用激光鉆孔、 機(jī)械鉆孔或用掩膜進(jìn)行的DRIE從背表面1 通過半導(dǎo)體管芯IM和絕緣層132形成通孔 150。特別地，如圖7d所示，在導(dǎo)電TSV 148的周界周圍或外面形成通孔150作為延伸下至導(dǎo)電層134的環(huán)形孔。在一個實(shí)施例中，通孔150在導(dǎo)電TSV 148與基礎(chǔ)半導(dǎo)體材料122 之間具有10-25Mm的寬度W2。在圖7e中，使用PVD、CVD、絲網(wǎng)印刷、燒結(jié)或熱氧化向通孔150中沉積絕緣或電介質(zhì)材料以形成絕緣環(huán)形環(huán)152。絕緣材料可以是一層或多層Si02、Si3N4、SiON、Ta205、 A1203、聚酰亞胺、BCB、PB0或其它適當(dāng)電介質(zhì)材料。圖7f示出在導(dǎo)電TSV 148的周界周圍或外面形成的絕緣環(huán)形環(huán)152的平面圖。絕緣環(huán)形環(huán)152具有低介電常數(shù)(k)以使具有低接觸電阻和低電容的導(dǎo)電TSV 148電隔離。低k絕緣環(huán)形環(huán)152減少導(dǎo)電TSV 148上的熱和機(jī)械應(yīng)力。另外，不存在絕緣材料殘余物或在形成絕緣環(huán)形環(huán)152之后清潔導(dǎo)電層134的 TSV接觸區(qū)域的需要，因?yàn)橐言趯?dǎo)電層134上形成導(dǎo)電TSV 148。在形成絕緣環(huán)形環(huán)152之前形成導(dǎo)電TSV 148節(jié)省制造成本。可以基本上在沒有空隙的情況下形成絕緣環(huán)形環(huán)152。圖8a_8g舉例說明具有絕緣環(huán)形環(huán)的導(dǎo)電TSV的另一實(shí)施例。如圖8a所示，使用激光鉆孔、機(jī)械鉆孔或用掩膜進(jìn)行的DRIE在采取晶片形式的同時(shí)從與有源表面130相對的背表面1 開始、通過半導(dǎo)體管芯IM和絕緣層132形成多個通孔154。通孔巧4延伸通過絕緣層132至導(dǎo)電層134。在一個實(shí)施例中，通孔巧4具有50-80Mm的直徑或?qū)挾萕l。在圖8b中，使用電解電鍍、化學(xué)電鍍工藝或其它適當(dāng)?shù)慕饘俪练e工藝在通孔IM 的側(cè)壁上共形地沉積諸如Al、Cu、Sn、Ni、Au、Ag、Ti或W的導(dǎo)電材料156以形成ζ方向垂直導(dǎo)電TSV 156。將導(dǎo)電TSV 156電連接到導(dǎo)電層134。在圖8c中，使用PVD、CVD、絲網(wǎng)印刷、燒結(jié)或熱氧化用絕緣或電介質(zhì)材料填充通孔154的剩余部分以形成絕緣芯158。絕緣芯158可以是一層或多層Si02、Si3N4、SiON、 Ta205、A1203、聚酰亞胺、BCB、PB0或其它適當(dāng)電介質(zhì)材料。絕緣芯158為導(dǎo)電TSV 156提供熱和機(jī)械應(yīng)力釋放。在圖8d中，在通孔154中形成導(dǎo)電TSV 156和絕緣芯158之后，使用激光鉆孔、 機(jī)械鉆孔或用掩膜進(jìn)行的DRIE從背表面1 通過半導(dǎo)體管芯IM和絕緣層132形成通孔 160。特別地，在導(dǎo)電TSV 156和絕緣芯158的周界周圍或外面形成通孔160作為延伸下至導(dǎo)電層134的環(huán)形孔。在一個實(shí)施例中，通孔160在絕緣芯158與基礎(chǔ)半導(dǎo)體材料122之間具有10_25Mm的寬度W2。圖8e示出通孔160、導(dǎo)電TSV 156和絕緣芯158的平面圖。在圖8f中，使用PVD、CVD、絲網(wǎng)印刷、燒結(jié)或熱氧化向通孔160中沉積絕緣或電介質(zhì)材料以形成絕緣環(huán)形環(huán)162。絕緣材料可以是一層或多層Si02、Si3N4、SiON、Ta205、 Al203、聚酰亞胺、BCB、PBO或其它適當(dāng)電介質(zhì)材料。圖8g示出在導(dǎo)電TSV 156和絕緣芯158的周界周圍或外面形成的絕緣環(huán)形環(huán)162 的平面圖。絕緣環(huán)形環(huán)162具有低k以使具有低接觸電阻和低電容的導(dǎo)電TSV 156電隔離。 低k絕緣環(huán)形環(huán)162和絕緣芯158減少導(dǎo)電TSV 156上的熱和機(jī)械應(yīng)力。另外，不存在絕緣材料殘余物或在形成絕緣環(huán)形環(huán)162之后清潔導(dǎo)電層134的TSV接觸區(qū)域的需要，因?yàn)橐言趯?dǎo)電層Π4上形成導(dǎo)電TSV 156。在形成絕緣環(huán)形環(huán)162之前形成導(dǎo)電TSV 156節(jié)省制造成本?？梢曰旧显跊]有空隙的情況下形成絕緣環(huán)形環(huán)162。圖9a_9f舉例說明具有絕緣環(huán)形環(huán)的導(dǎo)電TSV的另一實(shí)施例。如圖9a所示，使用激光鉆孔、機(jī)械鉆孔或用掩膜進(jìn)行的DRIE在采取晶片形式的同時(shí)從與有源表面130相對的背表面1 開始、通過半導(dǎo)體管芯IM和絕緣層132形成多個通孔164。通孔164延伸通過絕緣層132至導(dǎo)電層134。在一個實(shí)施例中，通孔164具有20_40Mm的直徑或?qū)挾萕l。在圖9b中，使用電解電鍍、化學(xué)電鍍工藝或其它適當(dāng)?shù)慕饘俪练e工藝用Al、Cu、 Sn、Ni、Au、Ag、Ti、W或其它適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電材料來填充通孔164以形成ζ方向垂直導(dǎo)電TSV 166。較小通孔164允許導(dǎo)電材料的更快沉積。將導(dǎo)電TSV 166電連接到導(dǎo)電層134。在圖9c中，在用導(dǎo)電材料填充通孔164以形成導(dǎo)電TSV 166之后，使用激光鉆孔、 機(jī)械鉆孔或用掩膜進(jìn)行的DRIE從背表面1 通過半導(dǎo)體管芯IM和絕緣層132形成通孔 168。特別地，如圖9d所示，在導(dǎo)電TSV 166的周界周圍或外面形成通孔168作為延伸下至導(dǎo)電層134的環(huán)形孔。在一個實(shí)施例中，通孔168在導(dǎo)電TSV 166與基礎(chǔ)半導(dǎo)體材料122 之間具有30-50 Mm的寬度W2，其大于導(dǎo)電TSV 166的寬度Wl。在圖9e中，使用PVD、CVD、絲網(wǎng)印刷、旋涂、燒結(jié)或熱氧化向通孔168中沉積絕緣或電介質(zhì)材料以形成絕緣環(huán)形環(huán)170。絕緣材料可以是一層或多層Si02、Si3N4、Si0N、Ta205、 A1203、聚酰亞胺、BCB, PBO或其它適當(dāng)電介質(zhì)材料。通孔168的較大寬度允許旋涂作為沉積聚合物類型絕緣材料的選項(xiàng)。圖9f示出在導(dǎo)電TSV 166的周界周圍或外面形成的絕緣環(huán)形環(huán)170的平面圖。絕緣環(huán)形環(huán)170具有低k以使具有低接觸電阻和低電容的導(dǎo)電TSV 166電隔離。低k絕緣環(huán)形環(huán)170減少導(dǎo)電TSV 166上的熱和機(jī)械應(yīng)力。另外，不存在絕緣材料殘余物或在形成絕緣環(huán)形環(huán)170之后清潔導(dǎo)電層134的TSV接觸區(qū)域的需要，因?yàn)橐言趯?dǎo)電層134上形成導(dǎo)電TSV 166。在形成絕緣環(huán)形環(huán)170之前形成導(dǎo)電TSV 166節(jié)省制造成本?？梢曰旧显跊]有空隙的情況下形成絕緣環(huán)形環(huán)170。圖IOa-IOf舉例說明具有絕緣環(huán)形環(huán)的導(dǎo)電TSV的另一實(shí)施例。如圖IOa所示， 使用激光鉆孔、機(jī)械鉆孔或用掩膜進(jìn)行的DRIE在采取晶片形式的同時(shí)從與有源表面130相對的背表面1 開始、通過半導(dǎo)體管芯IM和絕緣層132形成多個通孔174。通孔174延伸通過絕緣層132至導(dǎo)電層134。在一個實(shí)施例中，通孔174具有50-80Mm的直徑或?qū)挾萕1。在圖IOb中，使用電解電鍍、化學(xué)電鍍工藝或其它適當(dāng)?shù)慕饘俪练e工藝用Al、Cu、 Sn、Ni、Au、Ag、Ti、W或其它適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電材料來填充通孔174以形成ζ方向垂直導(dǎo)電TSV 176。在這種情況下，導(dǎo)電TSV 176在背表面120之上延伸。突出導(dǎo)電TSV 176使得能夠?qū)雽?dǎo)體管芯1 直接安裝在堆疊器件或襯底的接觸焊盤上。將導(dǎo)電TSV 176電連接到導(dǎo)電層 1340在圖IOc中，在用導(dǎo)電材料填充通孔174以形成導(dǎo)電TSV 176之后，使用激光鉆孔、機(jī)械鉆孔或用掩膜進(jìn)行的DRIE從背表面1 通過半導(dǎo)體管芯IM和絕緣層132形成通孔178。特別地，如圖IOd所示，在導(dǎo)電TSV 176的周界周圍或外面形成通孔178作為延伸下至導(dǎo)電層134的環(huán)形孔。在一個實(shí)施例中，通孔178在導(dǎo)電TSV 176與基礎(chǔ)半導(dǎo)體材料 122之間具有10-25Mm的寬度Ψ2。在圖IOe中，使用PVD、CVD、絲網(wǎng)印刷、燒結(jié)、熱氧化或掩膜與CVD的組合向通孔 178中沉積絕緣或電介質(zhì)材料以形成絕緣環(huán)形環(huán)180。絕緣材料可以是一層或多層Si02、 Si3N4、SiON、Ta205、A1203、聚酰亞胺、BCB, PBO或其它適當(dāng)電介質(zhì)材料。圖IOf示出在導(dǎo)電TSV 176的周界周圍或外面形成的絕緣環(huán)形環(huán)180的平面圖。 絕緣環(huán)形環(huán)180具有低k以使具有低接觸電阻和低電容的導(dǎo)電TSV 176電隔離。低k絕緣環(huán)形環(huán)180減少導(dǎo)電TSV 176上的熱和機(jī)械應(yīng)力。另外，不存在絕緣材料殘余物或在形成絕緣環(huán)形環(huán)180之后清潔導(dǎo)電層134的TSV接觸區(qū)域的需要，因?yàn)橐言趯?dǎo)電層134上形成導(dǎo)電TSV 176。在形成絕緣環(huán)形環(huán)180之前形成導(dǎo)電TSV 176節(jié)省制造成本?？梢曰旧显跊]有空隙的情況下形成絕緣環(huán)形環(huán)180。圖Ila-Ilg舉例說明具有絕緣環(huán)形環(huán)的導(dǎo)電TSV的另一實(shí)施例。如圖Ila所示， 使用激光鉆孔、機(jī)械鉆孔或用掩膜進(jìn)行的DRIE在采取晶片形式的同時(shí)從與有源表面130相對的背表面1 開始、通過半導(dǎo)體管芯IM和絕緣層132形成多個通孔184。通孔184延伸通過絕緣層132至導(dǎo)電層134。在一個實(shí)施例中，通孔184具有50-80Mm的直徑或?qū)挾萕1。在圖lib中，使用電解電鍍、化學(xué)電鍍工藝或其它適當(dāng)?shù)慕饘俪练e工藝用Al、Cu、 Sn、Ni、Au、Ag、Ti、W或其它適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電材料來填充通孔184以形成ζ方向垂直導(dǎo)電TSV 186。將導(dǎo)電TSV 186電連接到導(dǎo)電層134。
在圖Ilc中，利用蝕刻工藝來去除導(dǎo)電TSV 186的一部分，使得導(dǎo)電TSV 186的頂表面在背表面128以下。凹陷導(dǎo)電TSV 186允許諸如凸塊的接觸插頭的安裝，以減小半導(dǎo)體管芯124的高度。在圖Ild中，在用導(dǎo)電材料填充通孔184以形成導(dǎo)電TSV 186并對背表面128下面的導(dǎo)電TSV進(jìn)行回蝕之后，使用激光鉆孔、機(jī)械鉆孔或用掩膜進(jìn)行的DRIE從背表面通過半導(dǎo)體管芯1 和絕緣層132形成通孔188。特別地，如圖lie所示，在導(dǎo)電TSV 186的周界周圍或外面形成通孔188作為延伸下至導(dǎo)電層134的環(huán)形孔。在一個實(shí)施例中，通孔188 在導(dǎo)電TSV 186與基礎(chǔ)半導(dǎo)體材料122之間形成10-25Mm的寬度W2。在圖Ilf中，使用PVD、CVD、絲網(wǎng)印刷、燒結(jié)、熱氧化或掩膜與CVD的組合向通孔 188中沉積絕緣或電介質(zhì)材料以形成絕緣環(huán)形環(huán)190。絕緣材料可以是一層或多層Si02、 Si3N4、SiON、Ta205、A1203、聚酰亞胺、BCB, PBO或其它適當(dāng)電介質(zhì)材料。圖Ilg示出在導(dǎo)電TSV 186的周界周圍或外面形成的絕緣環(huán)形環(huán)190的平面圖。 絕緣環(huán)形環(huán)190具有低k以使具有低接觸電阻和低電容的導(dǎo)電TSV 186電隔離。低k絕緣環(huán)形環(huán)190減少導(dǎo)電TSV 186上的熱和機(jī)械應(yīng)力。另外，不存在絕緣材料殘余物或在形成絕緣環(huán)形環(huán)190之后清潔導(dǎo)電層134的TSV接觸區(qū)域的需要，因?yàn)橐言趯?dǎo)電層134上形成導(dǎo)電TSV 186。在形成絕緣環(huán)形環(huán)190之前形成導(dǎo)電TSV 186節(jié)省制造成本。可以基本上在沒有空隙的情況下形成絕緣環(huán)形環(huán)190。圖lh-12f舉例說明具有絕緣環(huán)形環(huán)的導(dǎo)電TSV的另一實(shí)施例。如圖1 所示， 使用激光鉆孔、機(jī)械鉆孔或用掩膜進(jìn)行的DRIE在采取晶片形式的同時(shí)從與有源表面130相對的背表面1 開始、通過半導(dǎo)體管芯IM和絕緣層132形成多個通孔194。通孔194延伸通過絕緣層132至導(dǎo)電層134。在一個實(shí)施例中，通孔194具有50-80Mm的直徑或?qū)挾萕1。在圖12b中，使用電解電鍍、化學(xué)電鍍工藝或其它適當(dāng)?shù)慕饘俪练e工藝用Al、Cu、 Sn、Ni、Au、Ag、Ti、W或其它適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電材料來填充通孔194以形成ζ方向垂直導(dǎo)電TSV 196。將導(dǎo)電TSV 196電連接到導(dǎo)電層134。在圖12c中，在用導(dǎo)電材料填充通孔194以形成導(dǎo)電TSV 196之后，使用激光鉆孔、機(jī)械鉆孔或用掩膜進(jìn)行的DRIE從背表面1 通過半導(dǎo)體管芯IM和絕緣層132形成通孔198。特別地，如圖12d所示，在導(dǎo)電TSV 196的周界周圍或外面形成通孔198作為延伸下至絕緣層132并在有源表面130處終止的環(huán)形孔。在一個實(shí)施例中，通孔198在導(dǎo)電TSV 196與基礎(chǔ)半導(dǎo)體材料122之間具有10-25Mm的寬度W2。在圖12e中，使用PVD、CVD、絲網(wǎng)印刷、燒結(jié)或熱氧化向通孔198中沉積絕緣或電介質(zhì)材料以形成絕緣環(huán)形環(huán)200。絕緣材料可以是一層或多層Si02、Si3N4、SiON、Ta205、 Al203、聚酰亞胺、BCB、PBO或其它適當(dāng)電介質(zhì)材料。圖12f示出在導(dǎo)電TSV 196的周界周圍或外面形成的絕緣環(huán)形環(huán)200的平面圖。 絕緣環(huán)形環(huán)200具有低k以使具有低接觸電阻和低電容的導(dǎo)電TSV 196電隔離。低k絕緣環(huán)形環(huán)200減少導(dǎo)電TSV 196上的熱和機(jī)械應(yīng)力。另外，不存在絕緣材料殘余物或在形成絕緣環(huán)形環(huán)200之后清潔導(dǎo)電層134的TSV接觸區(qū)域的需要，因?yàn)橐言趯?dǎo)電層134上形成導(dǎo)電TSV 196。在形成絕緣環(huán)形環(huán)200之前形成導(dǎo)電TSV 196節(jié)省制造成本?？梢曰旧显跊]有空隙的情況下形成絕緣環(huán)形環(huán)200。圖13a_13f舉例說明具有絕緣環(huán)形環(huán)的導(dǎo)電TSV的另一實(shí)施例。如圖1 所示，
12使用激光鉆孔、機(jī)械鉆孔或用掩膜進(jìn)行的DRIE在采取晶片形式(參見圖6c)的同時(shí)從與有源表面130相對的背表面128開始、通過半導(dǎo)體管芯IM至導(dǎo)電層138形成多個通孔204。 在一個實(shí)施例中，通孔204具有50-80Mm的直徑或?qū)挾萕l。在圖13b中，使用電解電鍍、化學(xué)電鍍工藝或其它適當(dāng)?shù)慕饘俪练e工藝用Al、Cu、 Sn、Ni、Au、Ag、Ti、W或其它適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電材料來填充通孔204以形成ζ方向垂直導(dǎo)電TSV 206。將導(dǎo)電TSV 206電連接到導(dǎo)電層138。在圖13c中，在用導(dǎo)電材料填充通孔204以形成導(dǎo)電TSV 206之后，使用激光鉆孔、機(jī)械鉆孔或用掩膜進(jìn)行的DRIE從背表面1 通過半導(dǎo)體管芯124形成通孔208。特別地，如圖13d所示，在導(dǎo)電TSV 206的周界周圍或外面形成通孔208作為延伸下至導(dǎo)電層 138并在有源表面130處終止的環(huán)形孔。在一個實(shí)施例中，通孔208在導(dǎo)電TSV 206與基礎(chǔ)半導(dǎo)體材料122之間具有10-25Mm的寬度W2。在圖13e中，使用PVD、CVD、絲網(wǎng)印刷、燒結(jié)或熱氧化向通孔208中沉積絕緣或電介質(zhì)材料以形成絕緣環(huán)形環(huán)210。絕緣材料可以是一層或多層Si02、Si3N4、SiON、Ta205、 Al203、聚酰亞胺、BCB、PBO或其它適當(dāng)電介質(zhì)材料。圖13f示出在導(dǎo)電TSV 206的周界周圍或外面形成的絕緣環(huán)形環(huán)210的平面圖。 絕緣環(huán)形環(huán)210具有低k以使具有低接觸電阻和低電容的導(dǎo)電TSV 206電隔離。低k絕緣環(huán)形環(huán)210減少導(dǎo)電TSV 206上的熱和機(jī)械應(yīng)力。另外，不存在絕緣材料殘余物或在形成絕緣環(huán)形環(huán)210之后清潔導(dǎo)電層134的TSV接觸區(qū)域的需要，因?yàn)橐言趯?dǎo)電層134上形成導(dǎo)電TSV 206。在形成絕緣環(huán)形環(huán)210之前形成導(dǎo)電TSV 206節(jié)省制造成本?？梢曰旧显跊]有空隙的情況下形成絕緣環(huán)形環(huán)210。盡管已經(jīng)詳細(xì)說明了本發(fā)明的一個或更多實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識到，可以在不偏離如隨后的權(quán)利要求提及的本發(fā)明的范圍的情況下對那些實(shí)施例做出修改和改寫。
1權(quán)利要求
1.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括 提供半導(dǎo)體晶片；在半導(dǎo)體晶片的有源表面上形成絕緣層； 在絕緣層上形成導(dǎo)電層；從與有源表面相對的半導(dǎo)體晶片的背表面、通過半導(dǎo)體晶片和絕緣層至導(dǎo)電層形成第一通孑L ；在第一通孔中沉積導(dǎo)電材料以形成導(dǎo)電穿硅通孔(TSV)；在形成導(dǎo)電TSV之后，在導(dǎo)電TSV周圍從半導(dǎo)體晶片的背表面通過半導(dǎo)體晶片和絕緣層至導(dǎo)電層形成第二通孔；以及在第二通孔中沉積第一絕緣材料以形成絕緣環(huán)形環(huán)。
2.權(quán)利要求1的方法，還包括在第一通孔中沉積第二絕緣材料以在導(dǎo)電TSV內(nèi)形成絕緣芯。
3.權(quán)利要求1的方法，還包括去除導(dǎo)電TSV的一部分至在半導(dǎo)體晶片的背表面下面的水平。
4.權(quán)利要求1的方法，其中，所述導(dǎo)電TSV延伸到半導(dǎo)體晶片的背表面之上。
5.權(quán)利要求1的方法，其中，所述導(dǎo)電TSV的寬度小于絕緣環(huán)形環(huán)的寬度。
6.權(quán)利要求1的方法，其中，所述導(dǎo)電TSV的寬度大于絕緣環(huán)形環(huán)的寬度。
7.—種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括 提供半導(dǎo)體晶片；形成通過半導(dǎo)體晶片的第一通孔； 在第一通孔中沉積導(dǎo)電材料以形成導(dǎo)電通孔；在形成導(dǎo)電通孔之后，在導(dǎo)電通孔周圍形成通過半導(dǎo)體晶片的第二通孔；以及在第二通孔中沉積第一絕緣材料以形成絕緣環(huán)。
8.權(quán)利要求7的方法，還包括在半導(dǎo)體晶片的有源表面之上形成絕緣層；以及在絕緣層之上形成導(dǎo)電層。
9.權(quán)利要求8的方法，其中，所述導(dǎo)電通孔和絕緣環(huán)延伸至導(dǎo)電層。
10.權(quán)利要求7的方法，其中，所述絕緣環(huán)在半導(dǎo)體晶片的表面處終止。
11.權(quán)利要求7的方法，還包括在第一通孔中沉積第二絕緣材料以在導(dǎo)電通孔內(nèi)形成絕緣芯。
12.權(quán)利要求7的方法，還包括去除導(dǎo)電通孔的一部分至在半導(dǎo)體晶片的表面下面的水平。
13.權(quán)利要求7的方法，其中，所述導(dǎo)電通孔延伸到半導(dǎo)體晶片的表面之上。
14.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括 提供半導(dǎo)體管芯；形成通過半導(dǎo)體管芯的第一通孔； 在第一通孔中沉積導(dǎo)電材料以形成導(dǎo)電通孔； 在導(dǎo)電通孔外面形成通過半導(dǎo)體管芯的第二通孔；以及在第二通孔中沉積第一絕緣材料以形成絕緣環(huán)。
15.權(quán)利要求14的方法，還包括在半導(dǎo)體管芯的有源表面之上形成絕緣層；以及在絕緣層之上形成導(dǎo)電層。
16.權(quán)利要求15的方法，其中，所述導(dǎo)電通孔和絕緣環(huán)延伸至導(dǎo)電層。
17.權(quán)利要求14的方法，其中，所述絕緣環(huán)在半導(dǎo)體管芯的表面處終止。
18.權(quán)利要求14的方法，還包括在第一通孔中沉積第二絕緣材料以在導(dǎo)電通孔內(nèi)形成絕緣芯。
19.權(quán)利要求14的方法，還包括去除導(dǎo)電通孔的一部分至在半導(dǎo)體管芯的表面下面的水平。
20.權(quán)利要求14的方法，其中，所述導(dǎo)電通孔延伸到半導(dǎo)體管芯的表面之上。
21.一種半導(dǎo)體器件，包括 半導(dǎo)體管芯；通過半導(dǎo)體管芯形成的導(dǎo)電通孔；以及在導(dǎo)電通孔外面通過半導(dǎo)體管芯形成的絕緣環(huán)。
22.權(quán)利要求21的半導(dǎo)體器件，其中，所述絕緣環(huán)在半導(dǎo)體管芯的表面處終止。
23.權(quán)利要求21的半導(dǎo)體器件，還包括在導(dǎo)電通孔內(nèi)的絕緣芯。
24.權(quán)利要求21的半導(dǎo)體器件，其中，所述導(dǎo)電通孔凹陷在半導(dǎo)體管芯的表面下面。
25.權(quán)利要求21的半導(dǎo)體器件，其中，所述導(dǎo)電通孔延伸到半導(dǎo)體管芯的表面之上。
全文摘要
本發(fā)明涉及形成具有絕緣環(huán)形環(huán)的導(dǎo)電TSV的方法和半導(dǎo)體器件。一種半導(dǎo)體晶片具有在晶片的有源表面上形成的絕緣層。在絕緣層上形成導(dǎo)電層。從半導(dǎo)體晶片的背表面通過半導(dǎo)體晶片和絕緣層至導(dǎo)電層形成第一通孔。在第一通孔中沉積導(dǎo)電材料以形成導(dǎo)電TSV?？梢栽诘谝煌字谐练e絕緣材料以在導(dǎo)電通孔內(nèi)形成絕緣芯。在形成導(dǎo)電TSV之后，在導(dǎo)電TSV周圍從半導(dǎo)體晶片的背表面通過半導(dǎo)體晶片和絕緣層至導(dǎo)電層形成第二通孔。在第二通孔中沉積絕緣材料以形成絕緣環(huán)形環(huán)。導(dǎo)電通孔可以凹陷在半導(dǎo)體管芯的表面內(nèi)或延伸到其之上。
文檔編號H01L21/768GK102412197SQ20111028342
公開日2012年4月11日 申請日期2011年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月22日
發(fā)明者T. 杜 B., 蘇蒂萬森索恩 N., A. 佩蓋拉 R. 申請人:新科金朋有限公司