[发明专利]具有屏蔽导通柱的半导体元件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明关于一种半导体封装，详言之，关于三维(3D)半导体封装。

背景技术

已知形成硅穿孔的方法如下。首先，于一硅基板的一第一表面上形成数个第一开口。接着，利用化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition，CVD)形成一绝缘层于这些第一开口的侧壁，且形成数个容置空间。该绝缘层所使用的材质通常为二氧化硅。接着，填入一导电金属(通常为铜)于这些容置空间内。最后，研磨或蚀刻该基板的该第一表面及一第二表面，以显露该导电金属，而形成数个导通柱。

该已知方法的显著缺点为，在传递信号时，当信号通过这些导通柱时会有较高的能量耗损，使得传递品质变差。

发明内容

本揭露的一方面关于一种半导体元件。在一实施例中，该半导体元件包括一基板，该基板具有一导通柱，该导通柱包含一内金属层及一屏蔽层，该内金属层环绕该基板的一贯穿孔的一中心轴，该屏蔽层环绕该内金属层。一绝缘材料位于该内金属层及该屏蔽层之间。在本实施例中，该内金属层及该屏蔽层为环状结构，其大致上与该中心轴同轴，且该屏蔽层位于该贯穿孔的一外侧壁。该内金属层环绕一中心部，该中心部为该基板本身的一部分或是位于基板内的不同材料(例如：金属)。此外，一第一金属层位于该基板的一第一表面，且接触该屏蔽层。

在一实施例中，该基板更具有一中心槽、一外围第一开口及一隔离材料，其中该中心槽由该内金属层所定义，该外围第一开口围绕该屏蔽层，且该隔离材料位于该中心槽内及该外围第一开口内。

该半导体元件更包括一第一钝化层，其位于该第一金属层上，且该第一钝化层具有一第一开口以显露该内金属层；及一第一重布层，位于该第一钝化层的第一开口内以接触该内金属层。一第一保护层位于该第一重布层及该第一钝化层上，且具有一第一开口以显露部分该第一重布层；一第一球下金属层(UBM)位于该第一保护层的第一开口内；及一第一凸块位于该第一球下金属层上。

在一实施例中，该半导体元件更包括一第二金属层，其位于该基板的一第二表面，且接触该屏蔽层；一第二钝化层，其位于该第二金属层上，且该第二钝化层具有一第二开口以显露该内金属层；一第二重布层，位于该第二钝化层的第二开口内以接触该内金属层；一第二保护层位于该第二重布层及该第二钝化层上，且具有一第二开口以显露部分该第二重布层；一第二球下金属层(UBM)位于该第二保护层的第二开口内；及一第二凸块位于该第二球下金属层上。

本揭露的另一方面关于一种半导体元件，其包括一基板；一第一导通柱，包含一屏蔽层、一第一内金属层及一绝缘材料，该屏蔽层环绕该第一内金属层，该第一内金属层环绕该基板的一第一贯穿孔的一中心轴，且该绝缘材料位于该屏蔽层及该第一内金属层之间；一第二导通柱，包含一第二内金属层，该第二内金属层位于该基板的一第二贯穿孔的一侧壁；及一金属层，位于该基板的一表面，该金属层覆盖该第二导通柱且接触该第一导通柱的该屏蔽层及该第二导通柱的该第二内金属层。

该半导体元件更包括一钝化层，位于该金属层上，且具有一第一开口及一第二开口，该第一开口显露该第一内金属层，且该第二开口显露部分该金属层；及一重布层，包含一第一重布层部份及一第二重布层部份，该第一重布层部份位于该钝化层的该第一开口以接触该第一内金属层，且该第二重布层部份位于该钝化层的该第二开口内以接触该金属层。

本揭露的另一方面关于制造方法。在一实施例中，该制造方法包括：提供一基板，该基板具有一第一表面及一第二表面；形成一第一开口于该基板的第一表面，该第一开口围绕一中心部，且具有一内环壁、一外环壁及一底面；形成一内连结金属层于该内环壁及该外环壁，以分别形成一内金属层及一屏蔽层；形成一绝缘材料于该内连结金属层上；形成一第一金属层于该基板的第一表面，其中该第一金属层接触该屏蔽层；及从该基板的第二表面薄化该基板，以移除部份该基板，俾显露该内金属层及该屏蔽层。

附图说明

图1显示本发明具有屏蔽层的半导体元件的一实施例的剖视示意图；

图2至图14显示本发明具有屏蔽层的半导体元件的制造方法的一实施例的示意图；

图15至图16显示本发明具有屏蔽层的半导体元件的制造方法的另一实施例的示意图；

图17至图19显示本发明具有屏蔽层的半导体元件的制造方法的另一实施例的示意图；及

图20至图22显示本发明具有屏蔽层的半导体元件的制造方法的另一实施例的示意图。

具体实施方式