[发明专利]具有伸出导电通孔的半导体装置和制造此类装置的方法

权利要求书

1.一种具有顶部表面和相对底部表面的半导体管芯，其特征在于，所述半导体管芯包括：

基础半导体衬底，其包括半导体材料且具有在所述半导体管芯的所述顶部表面下方的第一表面和相对的第二表面；

导电穿衬底通孔（TSV），其延伸于所述基础半导体衬底的所述第一表面与所述第二表面之间，其中所述TSV具有接近于所述基础半导体衬底的所述第一表面的第一端部、接近于所述基础半导体衬底的所述第二表面的第二端部，和延伸于所述TSV的所述第一端部与所述第二端部之间的TSV侧壁，且其中，所述基础半导体衬底的所述第二表面包括接近于所述TSV的凹进区域，使得所述TSV的所述第二端部从所述基础半导体衬底的所述第二表面伸出且因此使得所述TSV侧壁在所述TSV的所述第二端部处具有暴露部分；

以及至少一个导电层，其连接到所述基础半导体衬底的所述第二表面且连接到所述TSV侧壁的所述暴露部分，

其中，所述至少一个导电层包括：金层，其在所述基础半导体衬底的所述第二表面处与所述半导体材料共晶接合。

2.根据权利要求1所述的半导体管芯，其特征在于，所述基础半导体衬底的所述第二表面的大部分沿着垂直于所述TSV的长度的主要平面延伸，且所述凹进区域由从所述主要平面延伸到所述TSV侧壁的圆周上的最深暴露点的所述第二表面的一部分限定。

3.根据权利要求1所述的半导体管芯，其特征在于，所述基础半导体衬底的整个所述第二表面凹进到所述TSV的所述第二端部下方。

4.根据权利要求1所述的半导体管芯，其特征在于，所述TSV侧壁的所述暴露部分的高度介于2.0微米到15.0微米的范围。

5.根据权利要求1所述的半导体管芯，其特征在于，所述TSV包括选自钨、铜、铝、银和金的导电材料。

6.根据权利要求1所述的半导体管芯，其特征在于，进一步包括：

电绝缘材料层，其在所述TSV侧壁与所述基础半导体衬底之间。

7.根据权利要求1所述的半导体管芯，其特征在于，进一步包括：

电组件，其耦合到所述半导体管芯，其中所述电组件选自晶体管、电容器、电感器和电阻器；以及

至少一个导电层，其形成于所述基础半导体衬底的所述第一表面上方且电连接于所述电组件与所述TSV的所述第一端部之间。

8.一种电子装置，其特征在于，包括：

衬底，其具有导电顶部表面；

根据权利要求1到7中任一项权利要求所述的半导体管芯；以及

管芯附接材料，其以电气和物理方式将所述半导体管芯和导电穿衬底通孔（TSV）耦合到所述衬底的所述导电顶部表面。

9.一种制造电子装置的方法，其特征在于，所述方法包括：

从包括导电穿衬底通孔（TSV）的半导体衬底的表面移除半导体材料以产生接近于所述TSV的端部的所述半导体材料的凹进区域，其中所述TSV的所述端部从所述半导体衬底的所述表面伸出，使得TSV侧壁在所述TSV的所述端部处具有暴露部分；以及

将背面金属沉积于所述半导体衬底的所述表面上且接触所述TSV的所述端部和所述TSV侧壁，

其中，所述背面金属包括：金层，其在所述半导体衬底的所述表面处与所述半导体材料共晶接合。