專利名稱：淺溝槽隔離和穿透基板通孔于集成電路設(shè)計之內(nèi)的整合的制作方法
淺溝槽隔離和穿透基板通孔于集成電路設(shè)計之內(nèi)的整合
相關(guān)申請的交叉引用
本申請涉及M. A. Bachman, S. M. Merchant 和 J. Osenbach 的，名稱為 METHOD OF FABRICATION OF THROUGH-SUBSTRATEVIAS( “Bachman 等”)的美國專禾丨J 申請 No. 12/969，836(檔案號L09-0808)，并且該專利申請No. 12/969, 836與本申請一起共同受讓，在此通過引用并入該專利申請No. 12/969, 836的全部內(nèi)容。技術(shù)領(lǐng)域
本申請一般地涉及集成電路及其制造，并且特別地涉及包括淺溝槽隔離和穿透基板通孔(through-substrate via)結(jié)構(gòu)的集成電路。
背景技術(shù)：
典型的半導(dǎo)體集成電路(IC)設(shè)計要求一些電路元件與在該設(shè)計內(nèi)的其他電路元件電隔離以避免有害的電交互作用，例如短路或交叉串?dāng)_(cross-talk)。一種隔離電路元件的方法是使用淺溝槽隔離(STI)來隔開這些區(qū)域。同樣在一些IC設(shè)計中，例如三維的IC 設(shè)計，穿透基板通孔(TSV)被創(chuàng)建用于使正面的電路連接至基板的背面。發(fā)明內(nèi)容
本公開在一個實施例中提供了一種制造集成電路的方法。該方法包括提供具有第一面和相反的第二面的基板，在基板的第一面內(nèi)形成淺溝槽隔離開口以及在基板的第一面內(nèi)形成局部穿透基板通孑L開口 (partial through-substrate via opening)。該方法還包括使局部穿透基板通孔開口延伸，其中所延伸的局部穿透基板通孔開口比淺溝槽隔離開口更深入基板之內(nèi)。該方法還包括以第一固體材料填充淺溝槽隔離開口以及以第二固體材料填充延伸的局部穿透基板通孔開口。淺溝槽隔離開口、局部穿透基板通孔開口和延伸的局部穿透基板通孔開口都沒有穿透基板的第二面的外表面。執(zhí)行以下處理中的至少任一個淺溝槽隔離開口和局部穿透基板通孔開口同時形成；淺溝槽隔離開口和延伸的局部穿透基板通孔開口被同時填充。
另一個實施例是一種集成電路。該集成電路包括具有第一面和相反的第二面的基板。該集成電路還包括淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)和穿透基板通孔。淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的一端被掩埋于基板之內(nèi)并且淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的相反端位于基板的第一面的表面處。穿透基板通孔的一端位于基板的第一面的表面處并且穿透基板通孔的相反端位于基板的第二面的表面處。相同的絕緣層位于界定淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的開口之內(nèi)以及于界定穿透基板通孔的開口之內(nèi)。
本公開的又一個實施例是一種集成電路，其包括具有第一面和相反的第二面的基板、淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)及穿透基板通孔。淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的一端被掩埋于基板之內(nèi)并且淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的相反端位于基板的第一面的表面處。穿透基板通孔的一端位于基板的第一面的表面處并且穿透基板通孔的相反端位于基板的第二面的表面處。淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)和穿透基板通孔通過一種工藝來形成，該工藝包括在基板的第一面內(nèi)形成淺溝槽隔離開口 ；在基板的第一面內(nèi)形成局部穿透基板通孔開口 ；使局部穿透基板通孔開口延伸，其中所延伸的局部穿透基板通孔開口比淺溝槽隔離開口更深入基板之內(nèi)；以第一固體材料填充淺溝槽隔離開口 ；以及以第二固體材料填充延伸的局部穿透基板通孔開口。淺溝槽隔離開口、局部穿透基板通孔開口和延伸的局部穿透基板通孔開口都沒有穿透基板的第二面的外表面。執(zhí)行以下處理中的至少任一個淺溝槽隔離開口和局部穿透基板通孔開口同時形成；淺溝槽隔離開口和延伸的局部穿透基板通孔開口被同時填充。


為了更全面的理解本發(fā)明，結(jié)合附圖來參考下面的描述，在附圖中
圖1呈現(xiàn)了例示在本公開的一種制造集成電路的方法的實施例中的選擇性步驟的流程圖2-7呈現(xiàn)了在根據(jù)圖1所呈現(xiàn)的實例方法的本公開的一種制造示例集成電路的示例方法的所選步驟的截面圖；以及
圖8呈現(xiàn)了本公開的示例集成電路。
具體實施方式
為了本公開的目的，在此所使用的詞語“或”指的是非排他性的或，除非另有說明。
本公開的實施例提高了 IC設(shè)計的效率。作為單個步驟同時執(zhí)行以下處理中的至少一個形成STI開口和形成一局部TSV開口 ；填充STI和TSV開口。這些步驟中的一個或二者在IC制造中同時處理可以允許在電介質(zhì)和金屬疊層處理之前的共同的圖形化、蝕刻、 沉積或其他形成工藝中的一個或更多個。進而，與傳統(tǒng)的方法相比，這可以通過減少為IC 的制造所需的單獨的處理步驟或工具的數(shù)量而降低成本、時間和資源使用。
本公開的一個實施例是一種制造IC的方法。圖1呈現(xiàn)了例示在一種制造方法100 的示例實施例中的選擇性步驟的流程圖。圖2-8呈現(xiàn)了根據(jù)圖1所呈現(xiàn)的示例方法100的在本公開的一種制造示例集成電路200的示例方法中的所選步驟的截面圖。
全文繼續(xù)參照圖1，如圖2所示，方法100包括提供具有第一面210和相反的第二面215的基板205的步驟105?；?05的示例實施例包括由硅或其他半導(dǎo)體材料構(gòu)成的晶片基板、基板管芯(substratedie)、封裝基板或中間基板(interposer substrate)?；?05的一些實施例可以具有多個層以促進各種IC元件的高效制造。例如，基板205的一些實施例包括組成層(constituent layer) 220。例如，組成層220的一些實施例可以包括由硅(例如，外延形成的晶體硅)構(gòu)成的單晶層。在其他實施例中，組成層220可以包括絕緣體上硅層，或者多晶硅層或本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的其他材料層。在一些情況下，組成層 220可以具有10 20微米的厚度222。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識到，若需要，可以使用其他類型的基板和組成層。
如圖3A所示，方法100包括在基板205的第一面210內(nèi)形成STI開口 302的步驟110 ；以及在基板205的第一面210內(nèi)形成局部TSV開口 304的步驟115。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)熟悉根據(jù)步驟110、115的用于圖形化(例如，通過常規(guī)的光刻和掩蔽工藝)以及用于蝕刻(例如，反應(yīng)離子蝕刻或其他常規(guī)的蝕刻工藝)基板205的第一面210以形成開口 302、304的過程。
如圖:3B所示，方法100包括使局部TSV開口 304(圖3A)延伸的步驟117，其中所延伸的局部TSV開口 305比STI開口 302更深入基板205之內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)熟悉用于另外圖形化以及用于蝕刻基板205的第一面210以形成延伸的局部TSV開口 305的過程。
同樣如圖3A-;3B所示，STI開口 302、局部TSV開口 304和延伸的局部TSV開口 305 都沒有穿透基板205的第二面215的外表面306。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)熟悉用于在方法100 中的不同步驟實現(xiàn)開口 302、304、305的這種結(jié)構(gòu)的過程。
方法100包括以第一固體材料307填充STI開口 302的步驟120，以及以第二固體材料310填充延伸的局部TSV開口 305的步驟125。
執(zhí)行以下處理中的至少任一個1)STI開口 302和局部TSV開口 304同時形成 (艮P，步驟110、115作為單個步驟130同時執(zhí)行)；2) STI開口 302和延伸的局部TSV開口 305被同時填充(即，步驟120、125作為單個步驟135同時執(zhí)行)。
通過進行同時形成開口 302、304(步驟130)和同時填充開口 302、305 (步驟135) 中的一個或兩者，在時間、成本或資源效率方面有增益。例如，有時使用相同的蝕刻工具和相同的蝕刻工藝來同時形成這兩個不同的開口 302、304是有利的。類似地，有時使用相同的沉積工具(或其他形成工具)以及相同的沉積工藝(或其他形成工藝)來以相同的固體材料同時填充這兩個不同的類型的開口 302、305是有利的。
但是，在一些情況下，可能期望使用不同的過程來形成開口 302、304，或者，使用不同的工藝來填充或者使用不同的固體材料來填充開口 302、305。
例如，在一些實施例中，在同時形成STI開口 302和局部TSV開口 304(步驟130) 之后，以包括絕緣材料的第一固體材料307從基板205的第一面210填充STI開口 302，并且，以包括不同的絕緣材料或?qū)щ娦圆牧系牡诙腆w材料310從基板205的第一面210填充延伸的局部TSV開口 305。
但是，在其他實施例中，STI開口 302和局部TSV開口 304在步驟130中同時形成， 并且然后，在步驟135中同時填充STI開口 302和延伸的局部TSV開口 305。在此類情況下，第一固體材料307和第二固體材料310可以包括相似的材料或相同的材料。
在另外一些實施例中，期望使用兩種不同的工藝(例如，步驟110和步驟115)來形成STI開口 302和局部TSV開口 304，例如，使得開口 302與局部TSV開口 304或延伸的局部TSV開口 305相比具有不同的深寬比。例如，延伸的局部TSV開口 305的寬度320與深度325之比可以不同于STI開口 302的寬度330與深度335之比(例如，在一些實施例中相差至少大約10%或更多)。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識到，使用不同的工藝來形成開口 302、304、305并不排除使用單個相同的步驟135來填充開口 302、305。
如以上所指出的，在一些情況下，期望使用兩種不同的工藝(例如，步驟120，125) 來以不同的固體材料307、310分別填充STI開口 302和延伸的局部TSV開口 305。例如，在一些實施例中，用于填充STI開口 302的步驟120可以包括用于以一種或更多種類型的絕緣材料307(例如，在一些情況下，多層不同的絕緣材料)來填充STI開口 302的物理氣相沉積工藝和化學(xué)氣相沉積工藝或者其他工藝。在一些實施例中，用于填充延伸的局部TSV開口 305的步驟125可以包括用于以導(dǎo)電性材料310填充開口 305的物理氣相沉積工藝(例如，濺射)和電化學(xué)沉積工藝或者其他形成工藝。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識到，使用不同工藝來填充開口 302、305(步驟120、125)并不排除使用相同的單個步驟130來形成開 Π 302,304ο
圖;3Β示出在STI開口 302和延伸的局部TSV開口 305被同時填充(步驟135)時的方法100的實施例。在同時填充的這種情況下，第一和第二固體材料307、310優(yōu)選為絕緣材料。在一些情況下，例如，填充STI開口 302的步驟120包括以包括鈍化層312和擴散阻擋層314的絕緣材料310填充開口 305。填充延伸的局部TSV開口 305的步驟125可以與步驟120相同(S卩，同時填充步驟135)。層312和層314之一或兩者可以位于STI開口 302或延伸的局部TSV開口 305的內(nèi)壁上(例如，在一些情況下涂布整個側(cè)壁316和底面318)。在一些情況下，填充延伸的局部TSV開口 305的步驟125還包括以包含例如可以涂布開口 305的內(nèi)壁(例如，側(cè)壁316和底面318)的擴散阻擋層314的絕緣材料310填充開口 305。在此類情況下，同樣，填充STI開口 302的步驟120可以與步驟125相同(即， 同時的步驟135)，并且因此擴散阻擋層314，例如，涂布STI開口 302的內(nèi)壁。
如圖4進一步示出的，在一些情況下，填充延伸的局部TSV開口 305的步驟125可以包括以包含絕緣塞(plug) 410的絕緣材料310填充開口 305。當(dāng)填充STI開口 302的步驟120還包括以絕緣塞410填充開口 302時，則STI開口 302和延伸的局部TSV開口 305 兩者可以以相同的絕緣固體材料(例如，第一和第二材料307、310是相同的)填充。
如圖4所示，在一些情況下，STI開口 302和延伸的局部TSV開口 305都以絕緣材料(例如，第一和第二固體材料307、310)填充，該絕緣材料包括以下的一個或更多個涂布 TSV開口和STI開口 302的內(nèi)壁316、318的氧化硅鈍化層312 ；在鈍化層312上的氮化硅的擴散阻擋層314 ；以及電介質(zhì)材料(例如，在一些情況下為石英玻璃)的絕緣塞410，絕緣塞 410接觸擴散阻擋層并且分別基本上填滿STI開口 302和延伸的局部TSV開口 305的深度 335,325(圖 3)。
方法100的一些實施例還可以包括在基板205的第一面210上形成至少一個有源或無源電子元件420(圖4)的步驟140。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)熟悉用于制造無源元件(例如，電阻器或電感器)或者有源元件(例如，存儲器電路元件(例如，SRAM或DRAM存儲器) 或邏輯電路元件(例如，CMOS或雙CMOS邏輯集成電路))的過程。
如同Bachman等人所進一步解釋的，在一些情況下，優(yōu)選的是在以導(dǎo)電性材料填充延伸的局部TSV開口 305之前形成有源或無源元件420，如果這避免使在開口 305內(nèi)的導(dǎo)電性材料暴露于后面的高溫工藝(例如，在一些實施例中，溫度為大約200°C或更高)。
在一些實施例中，有源或無源電子元件420通過位于兩個元件420、425之間的至少一個STI開口 302與相鄰的有源或無源電子元件425電隔離。在一些實施例中，有源或無源電子元件420通過位于有源或無源電子元件420與相鄰的TSV開口 305之間的至少一個STI開口 302與相鄰的延伸的局部TSV開口 305電隔離。形成相鄰的有源或無源電子元件420、425，使得它們通過STI結(jié)構(gòu)彼此分離或者與相鄰的TSV分離，這有助于減少在這些元件之間的交叉串?dāng)_和其他電干擾。
方法100的一些實施例還可以包括以導(dǎo)電層430覆蓋在第一面上的延伸的局部 TSV開口 305的步驟145。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)熟悉用于在基板205上形成導(dǎo)電層430的過程。作為非限定性的實例，步驟145可以包括形成(例如，濺射)金屬(例如，鎢、金或銅) 的籽晶層，在一些情況下繼之以相同金屬(例如，銅)的電化學(xué)形成。在一些情況下，如圖4所示，作為形成導(dǎo)電層430的一部分，首先形成阻擋層435 (例如，氮化硅層)，然后圖形化該阻擋層435以便覆蓋延伸的局部TSV開口 305。在一些實施例中，在去除開口 305內(nèi)的固體材料310 (例如，絕緣材料)之前，或者在以導(dǎo)電性材料填充開口 305之前，在步驟145中以導(dǎo)電層430來覆蓋第一面的延伸的局部TSV開口 305。這種步驟順序在例如步驟145包括使基板205暴露于高溫工藝時可能是有利的。
方法100的一些實施例還包括在基板205的第一面210上形成互連結(jié)構(gòu)440 (例如，金屬線、通孔和連接焊盤)的步驟150。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)熟悉用于形成互連結(jié)構(gòu)440 的過程。例如，作為步驟150的一部分，一個或更多個層間電介質(zhì)層450可以形成于第一面 210之上以對互連結(jié)構(gòu)440進行支撐和電絕緣。
在一些實施例中，至少一個互連結(jié)構(gòu)440接觸覆蓋第一面的延伸的局部TSV開口 305的導(dǎo)電層430，并且還接觸在基板205上的有源或無源元件420。也就是說，互連結(jié)構(gòu) 440被配置用于通過導(dǎo)電層430將有源或無源元件420電耦接至TSV結(jié)構(gòu)。但是，在其他實施例中，TSV或其覆蓋導(dǎo)電層430可以不耦接至基板205上的任何有源或無源元件420，并且可以簡單地穿過基板205。
在一些實施例中，在去除開口 305內(nèi)的材料310(例如，絕緣材料)之前，或者在以導(dǎo)電材料填充開口 305之前，在步驟150中形成互連結(jié)構(gòu)440。這種步驟順序在例如步驟 150包括使基板205暴露于高溫工藝時可能是有利的。
方法100的一些實施例還可以包括從基板205的第二面215去除基板的一部分 (例如，基板層部分460，圖4)的步驟155，使得延伸的局部TSV開口 305在第二面215上露出。例如，圖5示出了在執(zhí)行化學(xué)機械拋光(CMP)以平坦化基板第二面的表面306直到延伸的局部TSV開口 305在第二面215上露出之后的IC 200。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識到，其他類型的基板去除過程(例如，濕法和干法蝕刻)可以被用來使延伸的局部TSV開口 305露出。
如圖6所示，方法100的一些實施例還包括從基板205的第二面215去除在延伸的局部TSV開口 305內(nèi)部的至少一部分固體材料310(例如，絕緣塞410，圖5)的步驟160， 使得第二面的TSV開口 610從第二面215延伸至基板205的第一面210。
在一些情況下，期望使部分材料310保留于第二面的TSV開口 610之內(nèi)。例如，當(dāng)?shù)诙娴耐组_口 610將以由高擴散性的金屬原子(例如，銅原子)構(gòu)成的導(dǎo)電性材料來填充時，在第二面的TSV開口 610的側(cè)壁316之上具有鈍化層312和阻擋層314可以是有利的。此類金屬原子能夠有害地從TSV擴散到基板205之內(nèi)，包括基板205上有源和無源元件420所位于的那些區(qū)域，由此損壞這些元件420。
在一些情況下，例如，在步驟160中的去除至少一部分材料310可以包括絕緣塞 410(圖5)的干法蝕刻過程，該絕緣塞410通過第二面的TSV開口 610基本上橫穿基板205 的整個厚度615。在一些情況下，去除步驟160可以另外地或可替代地包括絕緣塞410(例如，石英玻璃或其他電介質(zhì)材料)的濕法蝕刻工藝(例如，氫氟酸蝕刻工藝)，該絕緣塞410 通過第二面的TSV開口 610基本上橫穿基板205的整個厚度615。在一些情況下，在步驟 160中的去除至少一部分固體材料310還可以包括被配置用于從覆蓋在第一面210上的延伸的局部TSV開口 305的導(dǎo)電層430去除阻擋層435(例如，氮化硅層)的等離子體蝕刻工藝。也就是說，去除一部分材料310可以包括使覆蓋開口 305的導(dǎo)電層430的內(nèi)表面620露出。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)熟悉如何配置該濕法蝕刻和等離子體蝕刻工藝，以便在需要時使鈍化層312和阻擋層314基本上完整保留于側(cè)壁316上。
方法100的一些實施例還包括以導(dǎo)電性材料710填充在基板205的第二面上的第二面的TVS開口 610的步驟165 (圖7)。在一些情況下，當(dāng)存在覆蓋第一面210上的開口 305的導(dǎo)電層430時，導(dǎo)電性材料710完全填滿第二面的TSV開口 610，以便直接接觸導(dǎo)電層430(例如，接觸導(dǎo)電層430的內(nèi)表面620)。
可以使用的導(dǎo)電性材料710的類型的非限制性的實例包括銅、鎢、金、多晶硅、導(dǎo)電聚合物，或者本領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉的類似材料。在一些實施例中，填充深開口 610(例如， 在基板厚度615(圖6)為大約50微米或更大的一些實施例中)可以有利于填充步驟165 包括用于在第二面的TSV開口 610的內(nèi)側(cè)壁615上(包括在開口的側(cè)壁316上的任意中間絕緣層312、314之上)形成金屬籽晶層(例如，銅)的濺射沉積或其他工藝，以及然后電沉積或另外形成體金屬層(bulk metallayer)(例如，銅)以填充開口 610的剩余部分。根據(jù)步驟165的用于填充開口 610的其他方法包括旋涂工藝或本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟悉的其他工藝。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)熟悉其他的步驟，例如，從第二面215的表面306去除過量的導(dǎo)電性材料710使得材料710僅存在于開口 610內(nèi)的CMP。
如以上所指出的，在一些情況下，有利的是以導(dǎo)電性材料填充第二面的TSV開口 610的步驟165在許多步驟(例如，步驟140-160中的一個或更多個)都完成之后執(zhí)行。基于本公開以及Bachman等人的申請的公開內(nèi)容，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識到，在其他處理步驟都已完成之后來執(zhí)行步驟165可以有利于，例如，避免使位于第二面的TSV開口 610之內(nèi)的一些導(dǎo)電材料710(例如，銅)暴露于高溫工藝，并且由此避免引起材料710的熱膨脹 (熱膨脹進而可以對基板205造成開裂或其他損壞)。
本公開的另一個實施例是一種IC。圖8呈現(xiàn)了本公開的示例IC200。IC 200可以包括以上根據(jù)圖1-7來描述的任何特征。
圖8所示出的示例IC 200包括具有第一面210和相反的第二面215的基板205。 IC 200還包括STI結(jié)構(gòu)810，其中STI結(jié)構(gòu)的一端812被掩埋于基板205之內(nèi)并且STI結(jié)構(gòu)810的相反端815位于基板205的第一面210的表面817處。IC 200還包括TSV 820， 其中TSV 820的一端822位于基板205的第一面210的表面817處，并且TSV 820的相反端825位于基板205的第二面215的表面306處。相同的絕緣層位于界定STI結(jié)構(gòu)810的開口 302之內(nèi)以及位于界定TSV 820的開口 305之內(nèi)。例如，在一些實施例中，鈍化層312 和擴散阻擋層314中的一個或兩者位于界定STI結(jié)構(gòu)810的開口 302的側(cè)壁827之上以及位于界定TSV820的開口 305的側(cè)壁316之上。
如圖8所進一步示出的，在一些實施例中，至少一個STI結(jié)構(gòu)810位于TSV 820與無源或有源電元件420之間，無源或有源電元件420位于基板205的第一面210之上。同樣如圖8所示，在一些實施例中，至少一個STI結(jié)構(gòu)810位于第一無源或有源電元件420與第二無源或有源電元件425之間，第一無源或有源電元件420位于基板205的第一面210 之上，第二無源或有源電元件425位于基板205的第一面210之上。
IC 200的一些實施例還可以包括位于基板205的第一面210之上的并且覆蓋第一面210上的TSV開口 305的導(dǎo)電層430。IC 200的一些實施例可以包括金屬線440以及在基板205的第一面210上的層間電介質(zhì)層450。在一些情況下，至少一個金屬線440將位于基板205的第一面210之上的無源或有源電元件420電連接至覆蓋TSV 820的導(dǎo)電層430。
在一些實施例中，STI結(jié)構(gòu)810的開口 302的寬度330小于TSV820的開口 305的寬度320。
TSV開口 305橫穿基板205的整個厚度615，而STI開口 302被掩埋于基板205之內(nèi)。在一些實施例中，TSI開口 302可以橫穿存在于基板205的一些實施例中的組成層220。
在IC 200的一些實施例中，期望STI結(jié)構(gòu)810的寬度330盡可能窄以促進在基板 205上的數(shù)量更多的有源或無源電元件420電隔離。具有窄的寬度330促進了具有可用于容納數(shù)量更多的有源或無源電元件420或TSV 820的基板205的更多面積。
TSV開口 305的寬度320是在將TSV 820配置為寬到足以最小化流過TSV 820的電流的電阻與將寬度320配置過大以致占用了基板表面817的過量面積之間的仔細平衡。 過高的電阻可以不利地降低通過TSV820來傳達電信號的速度。如果TSV 820將占用基板 205上的過多的面積，則這可能需要例如使基板管芯205變得更大以適合為特定的應(yīng)用所需的必要數(shù)量的無源或有源元件，由此需要更多的資源來制造基板205并且從而使IC 200 變得比所期望的要大。
如圖8所進一步示出的，在一些實施例中，IC 200的基板205通過TSV 820與一個或更多個其他基板830互連。在一些實施例中，基板205以及一個或更多個基板830是三維的IC封裝840的一部分。例如，在一些IC封裝840中，基板205的第一面210(例如， 其上具有有源或無源元件420、425的面210)可以面向其他基板830的第一面845。但是， 在其他實施例中，基板205的正面210可以面向其他基板830的相反的第二面850。在IC 封裝840的一些實施例中可以包括多個基板205、830的疊層860，這些基板通過TSV 820與疊層840的相鄰基板或非相鄰基板互連。例如，第一基板可以通過穿過位于第一和第三基板之間的第二基板的TSV與第三基板互連。
圖1-8示出了本公開的又一種集成電路的實施例。與以上所討論的實例相似，圖 8所示的示例IC 200包括具有第一面210和相反的第二面215的基板205 ；STI結(jié)構(gòu)810， 其中STI結(jié)構(gòu)的一端812被掩埋于基板205之內(nèi)，以及STI結(jié)構(gòu)810的相反端815位于基板205的第一面210的表面817處；以及TSV 820，其中TSV 820的一端822位于基板205 的第一面210的表面817處，以及TSV 820的相反端825位于基板205的第二面215的表面306處。
對于IC 200的上述實施例，STI結(jié)構(gòu)810和TSV 820通過以下工藝來形成，包括 在基板205的第一面210內(nèi)形成STI開口 302(步驟110)，在基板205的第一面210內(nèi)形成局部TSV開口 304(步驟115)；使局部TSV開口 304延伸(步驟117)，其中所延伸的局部TSV開口 305比STI開口 302更深入基板205之內(nèi)；以第一固體材料307填充STI開口 302(步驟120)；以及以第二固體填充材料310填充延伸的局部TSV 305 (步驟125)。
STI開口 302、局部TSV開口 304和延伸的局部穿透基板通孔開口 305都沒有穿透基板205的第二面215的外表面306。執(zhí)行以下處理中的至少任一個(1) STI開口 302和局部TSV開口 304同時形成(步驟130) ； (2) STI開口 302和延伸的局部TSV開口 305被同時填充(步驟13 。IC 200還可以包括諸如以上根據(jù)圖1-8所討論的另外的特征。
本申請相關(guān)的本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識到，可以對所描述的實施例進行其他的和進一步的添加、刪除、替代及修改。
權(quán)利要求
1.一種制造集成電路的方法，包括 提供具有第一面和相反的第二面的基板； 在所述基板的所述第一面內(nèi)形成淺溝槽隔離開口； 在所述基板的所述第一面內(nèi)形成局部穿透基板通孔開口；使所述局部穿透基板通孔開口延伸，其中延伸的局部穿透基板通孔開口比所述淺溝槽隔離開口更深入所述基板之內(nèi)；以第一固體材料填充所述淺溝槽隔離開口 ；以及以第二固體材料填充所述延伸的局部穿透基板通孔開口，其中 所述淺溝槽隔離開口、所述局部穿透基板通孔開口和所述延伸的局部穿透基板通孔開口都沒有穿透所述基板的所述第二面的外表面，并且執(zhí)行以下處理中的至少任一個所述淺溝槽隔離開口和所述局部穿透基板通孔開口同時形成；所述淺溝槽隔離開口和所述延伸的局部穿透基板通孔開口被同時填充。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括在所述基板的所述第一面上形成至少一個有源或無源電子元件，其中所述有源或無源電子元件通過位于所述有源或無源電子元件與相鄰的有源或無源電子元件之間的所述淺溝槽隔離開口與在所述基板的所述第一面上的所述相鄰的有源或無源電子元件電隔離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括在所述基板的所述第一面上形成至少一個有源或無源電子元件，其中所述有源或無源電子元件通過位于所述有源或無源電子元件與相鄰的延伸的局部穿透基板通孔開口之間的所述淺溝槽隔離開口與所述相鄰的延伸的局部穿透基板通孔開口電隔離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括從所述基板的所述第二面去除所述延伸的局部穿透基板通孔開口內(nèi)部的至少一部分的所述第二固體材料，使得第二面的穿透基板通孔開口從所述第二面延伸至所述基板的所述第一面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，還包括以導(dǎo)電性材料填充所述第二面的穿透基板通孔開口。
6.一種集成電路，包括具有第一面和相反的第二面的基板；淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，其中所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的一端被掩埋于所述基板之內(nèi)并且所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的相反端位于所述基板的所述第一面的表面處；以及穿透基板通孔，其中所述穿透基板通孔的一端位于所述基板的所述第一面的所述表面處并且所述穿透基板通孔的相反端位于所述基板的所述第二面的表面處，并且其中，相同的絕緣層位于界定所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的開口之內(nèi)以及于界定所述穿透基板通孔的開口之內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的集成電路，其中所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)位于所述穿透基板通孔與位于所述基板的所述第一面之上的無源或有源電元件之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的集成電路，還包括位于所述基板的所述第一面之上并覆蓋在所述第一面上的所述穿透基板通孔開口的導(dǎo)電層。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的集成電路，還包括在所述基板的所述第一面上的金屬線和層間電介質(zhì)層，其中所述金屬線中的至少一個將位于所述基板的所述第一面之上的無源或有源電元件電連接至覆蓋所述穿透基板通孔的導(dǎo)電層。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的集成電路，其中所述基板通過所述穿透基板通孔與一個或更多個其他基板互連。
全文摘要
本公開涉及淺溝槽隔離和穿透基板通孔于集成電路設(shè)計之內(nèi)的整合。一種制造IC的方法，包括提供具有第一面和相反的第二面的基板，在基板的第一面內(nèi)形成STI開口以及在基板的第一面內(nèi)形成局部TSV開口并且延伸局部TSV開口。所延伸的局部TSV開口比STI開口更深入基板之內(nèi)。該方法還包括以第一固體材料填充STI開口以及以第二固體材料填充所擴展的局部TSV開口。STI開口、局部TSV開口和延伸的局部TSV開口都沒有穿透基板的第二面的外表面。執(zhí)行以下處理中的至少任一個STI開口和局部TSV開口同時形成；STI開口和延伸的局部TSV開口被同時填充。
文檔編號H01L21/762GK102543829SQ20111042174
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月16日
發(fā)明者J·奧森巴赫, M·A·巴克曼, S·M·麥錢特 申請人:Lsi公司