[发明专利]硅导通孔的制造方法与硅导通孔结构

权利要求书

1.一种硅导通孔的制造方法，至少包括：

于硅衬底中形成第一环状沟槽；

于该第一环状沟槽内形成第一导电层、电容介电层与第二导电层；

于该第一环状沟槽所围绕的该硅衬底中形成开口；

于该开口的内表面形成绝缘层；

于该开口内填入导电材料；

从该硅衬底的背面进行平坦化工艺，以去除部分该硅衬底，同时去除该开口底部的该绝缘层而构成导电通孔，并去除该第一环状沟槽底部的该第一导电层及该电容介电层；

去除该绝缘层与该第二导电层之间的该硅衬底与该第一导电层及该电容介电层，以形成第二环状沟槽；

于该第二环状沟槽内填入低介电常数材料；以及

形成与该开口底部的该导电通孔接触的凸块。

2.如权利要求1所述的硅导通孔的制造方法，其中形成该第一环状沟槽的方法包括干蚀刻。

3.如权利要求2所述的硅导通孔的制造方法，其中形成该第一环状沟槽所用的干蚀刻气体包括Cl₂、CF₄或HBr。

4.如权利要求1所述的硅导通孔的制造方法，其中于该第一环状沟槽内形成该第一导电层、该电容介电层与该第二导电层的步骤包括：

于该硅衬底上与该第一环状沟槽的内表面共形地沉积该第一导电层；

于该第一导电层表面共形地沉积该电容介电层；

于该电容介电层所构成的空间内填满该第二导电层；以及

利用化学机械抛光，去除该第一环状沟槽以外的该第一导电层、该电容介电层与该第二导电层。

5.如权利要求1所述的硅导通孔的制造方法，其中该第一导电层或该第二导电层的材料包括氮化钛、氮化钽、钌或铂。

6.如权利要求1所述的硅导通孔的制造方法，其中该电容介电层的材料为高介电常数材料。

7.如权利要求6所述的硅导通孔的制造方法，其中该电容介电层的材料包括氧化钽、氧化铝、氧化铪或氧化钛。

8.如权利要求1所述的硅导通孔的制造方法，其中形成该开口的方法包括干蚀刻。

9.如权利要求8所述的硅导通孔的制造方法，其中形成该开口所用的干蚀刻气体包括Cl₂、CF₄或HBr。

10.如权利要求1所述的硅导通孔的制造方法，其中该绝缘层的材料包括氧化物或氮化物。

11.如权利要求1所述的硅导通孔的制造方法，其中该导电材料包括铜、钨、铜或钨的合金或多晶硅。

12.如权利要求1所述的硅导通孔的制造方法，其中该平坦化工艺包括化学机械抛光工艺。

13.如权利要求1所述的硅导通孔的制造方法，其中该低介电常数材料包括氟倍半硅氧烷、氢倍半硅氧烷或甲基倍半硅氧烷。

14.如权利要求1所述的硅导通孔的制造方法，其中于该第二环状沟槽内填入该低介电常数材料之后以及形成该凸块之前还包括：于该硅衬底的背面形成绝缘薄膜，覆盖该低介电常数材料、该第一导电层、该电容介电层与该第二导电层。

15.如权利要求14所述的硅导通孔的制造方法，其中该绝缘薄膜包括氧化物或氮化物。

16.如权利要求1所述的硅导通孔的制造方法，其中该凸块包括金凸块、PbSn凸块、CuSn凸块或CoSn凸块。

17.一种硅导通孔结构，至少包括：

硅衬底；

环状电容，位于该硅衬底内，该环状电容从内到外是由第一导电层、电容介电层与第二导电层所构成；

导电通孔，位于该环状电容所围绕的该硅衬底中；

低介电常数材料层，位于该环状电容与该导电通孔之间；以及

凸块，与该导电通孔的底部接触。

18.如权利要求17所述的硅导通孔结构，其中该环状电容的外径大小为1μm以上与100μm以下。

19.如权利要求17所述的硅导通孔结构，其中该第一导电层或该第二导电层的材料包括氮化钛、氮化钽、钌或铂。

20.如权利要求17所述的硅导通孔结构，其中该电容介电层的材料为高介电常数材料。