[发明专利]包括过孔结构的集成电路器件及其制造方法

说明书

提供了集成电路器件。该集成电路器件可以包括过孔结构，过孔结构包括导电插塞、与导电插塞隔开的导电阻挡层、以及导电插塞和导电阻挡层之间的绝缘层。还提供了形成集成电路器件的相关方法。

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年9月12日向韩国知识产权局递交的韩国专利申请10-2012-0101147的优先权，其整体公开一并于此以作参考。

技术领域

本公开涉及集成电路器件及形成集成电路器件的方法。

背景技术

针对集成电路器件，可以实现三维(3D)封装，3D封装包括在单个半导体封装上安装的多个半导体芯片。因此，用于形成穿过衬底或管芯的竖直电连接的贯穿硅过孔(TSV)技术可能是有利的。然而，包括铜(Cu)接触插塞的TSV结构中的Cu扩散可能导致3D封装的性能和可靠性问题。

发明内容

本发明构思的多种实施例提供了一种集成电路器件。该集成电路器件可以包括半导体结构和半导体结构中的贯穿硅过孔(TSV)结构。TSV结构可以包括：导电插塞；与导电插塞隔开且围绕导电插塞的导电阻挡膜；以及导电插塞和导电阻挡膜之间的绝缘薄膜。在一些实施例中，导电插塞可以包括第一金属，而导电阻挡膜可以包括不同于第一金属的第二金属。在一些实施例中，该集成电路器件还可以包括半导体结构和导电阻挡膜之间的过孔绝缘膜。绝缘薄膜可以包括第一厚度，且过孔绝缘膜可以包括比第一厚度厚的第二厚度。

根据多种实施例，该集成电路器件可以包括半导体结构的表面上的导电层，所述导电层接触导电插塞的端部以及导电阻挡膜的端部。导电插塞的所述端部可以包括导电插塞的第一端。导电阻挡膜的所述端部可以包括导电阻挡膜的第一端。所述表面可以包括第一表面。导电层可以包括第一表面上的第一导电层。该集成电路器件可以包括：半导体结构的与第一表面相反的第二表面上的第二导电层，所述第二导电层接触导电插塞的第二端以及导电阻挡膜的第二端。导电插塞和导电阻挡膜可以被配置为经由第一导电层和第二导电层彼此电连接，使得导电插塞和导电阻挡膜共享等电势状态。

在多种实施例中，导电阻挡膜可以沿TSV结构的纵向方向包括实质上均匀的厚度。在一些实施例中，绝缘薄膜可以沿TSV结构的纵向方向包括实质上均匀的厚度。导电阻挡膜可以包括第一导电阻挡膜。导电插塞可以包括半导体结构中被绝缘薄膜围绕的金属插塞，并可以包括金属插塞和绝缘薄膜之间围绕金属插塞的第二导电阻挡膜。第一导电阻挡膜可以沿TSV结构的纵向方向包括实质上均匀的厚度。第二导电阻挡膜可以沿TSV结构的纵向方向包括可变厚度。

根据多种实施例，半导体结构可以包括半导体衬底以及半导体衬底上的层间绝缘膜。此外，导电插塞、绝缘薄膜和导电阻挡膜各自可以在半导体衬底和层间绝缘膜中延伸。在一些实施例中，半导体结构可以包括半导体衬底、半导体衬底上的层间绝缘膜以及层间绝缘膜上的金属间绝缘膜。导电插塞、绝缘薄膜和导电阻挡膜各自可以在半导体衬底、层间绝缘膜和金属间绝缘膜中延伸。

根据多种实施例，一种集成电路器件可以包括封装衬底，封装衬底包括连接端子。该集成电路器件可以包括封装衬底上的至少一个半导体芯片，半导体芯片包括半导体衬底和半导体衬底中的贯穿硅过孔(TSV)结构。TSV结构可以包括：与连接端子相连的导电插塞；与导电插塞隔开的导电阻挡膜，所述导电阻挡膜围绕导电插塞，并连接到连接端子；以及导电插塞和导电阻挡膜之间的绝缘薄膜。在一些实施例中，所述至少一个半导体芯片可以包括半导体衬底上的多个导电层。导电插塞和导电阻挡膜可以被配置为经由所述多个导电层中的至少一个导电层彼此电连接，使得导电插塞和导电阻挡膜共享等电势状态。

根据多种实施例，该集成电路器件可以包括封装衬底和所述至少一个半导体芯片之间的导电层。导电层可以被配置为将封装衬底电连接到所述至少一个半导体芯片。导电插塞和导电阻挡膜可以被配置为经由导电层彼此电连接，使得导电插塞和导电阻挡膜共享等电势状态。在一些实施例中，导电层可以包括焊料凸块。