[发明专利]半导体基板、电子器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体基板、电子器件及其制造方法。

背景技术

近年来，提出了在电路基板预先设置多个贯通电极，然后层叠该电路基板的TSV（硅直通孔：Through-Silicon-Via）技术。如果采用该TSV技术，可在小的占有面积中填入大量的功能，此外为了能够显著地缩短元件相互间的重要的电路径，而引入处理的高速化。

在应用TSV技术时，必须使贯通电极与硅基板电绝缘。作为电绝缘的手段，日本特开2008-251964号公报公开了如下技术，即：为了围住贯通硅基板的贯通电极，设置贯通硅基板的环状的分离槽，在分离槽的底面及侧面上直接形成硅膜，接着以填埋残留在分离槽内的间隙的方式在硅膜上形成绝缘膜，通过使分别与分离槽的内周侧面及外周侧面接触的硅膜的表面热氧化，形成硅热氧化膜。

可是，需要直接在分离槽的底面及侧面上形成硅膜的工序、在形成硅膜后以填埋残留在分离槽内的间隙的方式在硅膜上形成绝缘膜的工序、以及使硅膜表面热氧化的工序，工序复杂，不得不延长工序。在通过TSV技术置换以往的平面配置技术时，在工业的批量生产上，视为重要的是成本及性能，在上述的现有技术中，不能充分满足此要求。

而且，由于是通过硅热氧化膜使贯通电极和硅基板电绝缘的结构，因此难以形成充分厚的绝缘膜，难以降低相对于贯通电极的静电电容，信号传送特性的改善及消耗电力的降低具有极限。

另外，由于难以形成充分厚的绝缘膜，所以几乎不能期待通过绝缘膜缓和产生在贯通电极附近的应力的作用。因此，不得不使半导体电路元件与贯通电极分离地配置，面积效率降低。

接着，日本特开2004-31923号公报中公开了形成MOS晶体管或双极性晶体管等所用的沟槽式分离槽的技术的详细情况。其公开内容大致如下。

（a）将由二氧化硅微粒等构成的绝缘粒子分散在有机溶剂等分散介质中，将形成的悬浊液通过旋涂涂布在硅基板的形成有沟槽的表面上，然后通过从该涂膜上除去分散介质，用绝缘粒子填埋沟槽。绝缘粒子不相互结合，也不与沟槽的侧壁及底面结合。因而，此后，通过回流性电介质层封闭沟槽的上部，防止从沟槽放出绝缘粒子。

（b）公开了用与上述（a）相同的方法，在将绝缘粒子填埋在沟槽中后，通过绝缘粘合剂使绝缘粒子相互间结合，通过绝缘粒子和绝缘粘合剂形成网格结构的粒状绝缘层。作为绝缘粘合剂的材料，记载了使用将硅醇溶解于有机溶剂中而成的无机SOG及有机SOG。还有以下等记载，即：在无机SOG及有机SOG中使用的硅醇中，也可以将与Si原子结合的―OH基及―O－基的一部分置换为―H基；在有机SOG中使用的硅醇中，也可以将―CH₃基置换为―C₂H₅基等其它烷基；另外，在有机SOG中使用的硅醇中，也可以将与Si原子结合的―OH基及―O－基的一部分置换为―CH₃基或―C₂H₅基等烷基。

（c）通过不含粘合剂的第1粒状绝缘层和含有粘合剂的第2粒状绝缘层形成绝缘层。不含粘合剂的第1粒状绝缘层的上表面被含有绝缘粘合剂的第2粒状绝缘层被覆。

（d）构成绝缘层的粒状绝缘层含有均匀混合的第1绝缘粒子及第2绝缘粒子和交联它们的绝缘粘合剂。

可是，在日本特开2004-31923号公报中，由二氧化硅微粒等构成的绝缘粒子相互不结合，与沟槽的侧壁及底面也不结合，因此必须采用用回流电介质层封闭沟槽上部（上述a）、采用粘合剂结合绝缘粒子（上述b～d）等方法，招致绝缘结构及工序的复杂化。

而且，在上述的方法（a）的情况下，相对于硅基板不能形成密合强度高的绝缘层。在方法（b）的情况下，由于为通过绝缘粒子和绝缘粘合剂形成网格结构的粒状绝缘层，因此相对于硅基板的绝缘层的密合强度仍不充分。此外，在采用有机SOG等粘合剂的情况下，由于绝缘层含碳，因此作为要求高绝缘电阻的绝缘层，根本不是优选的。方法（c）、（d）由于含有第1绝缘粒子及第2绝缘粒子，因此密合强度仍残留问题。

另外，在使构成贯通电极等的纵向导体绝缘时，也有时在绝缘层自身中埋入纵向导体，在日本特开2004-31923号公报所记载的技术中，不能与如此的绝缘结构对应。

发明内容

发明所要解决的课题

本发明的课题是，提供一种具有相对于半导体基板的密合强度高的绝缘层的高可靠性的半导体基板、电子器件及其制造方法。