一种TSV背面露孔结构及制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113990827A(43)申请公布日2022.01.28(21)申请号202111267110.0(22)申请日2021.10.28(71)申请人西安微电子技术研究所地址710065陕西省西安市雁塔区太白南路198号(72)发明人何亨洋李宝霞吴玮(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人白文佳(51)Int.Cl.H01L23/48(2006.01)H01L21/768(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种TSV背面露孔结构及制备方法(57)摘要本发明公开了一种TSV背面露孔结构及制备方法，属于微电子技术领域。基片的上表面开设有TSV盲孔，基片的下表面开设有第二通孔，第二通孔位于TSV盲孔的正下方，且与TSV盲孔共轴线，TSV盲孔的底部与第二通孔顶部连通。该结构通过正背面TSV孔的互连实现TSV的正背面导通，使基片具有正背面电互连的通道，满足2.5D或3D集成的技术需求。同时提高了TSV在基片内部的长度，可保留更多的基片衬底，使基片具备更高的机械强度。通过本发明的TSV背面露孔制备方法，将省去行业内常用的CMP工艺，显著降低工艺成本，并降低技术门槛，该方法解决了TSV背面露孔成本高、工艺复杂、晶圆内均匀性差等问题。CN113990827ACN113990827A权利要求书1/1页1.一种TSV背面露孔结构，其特征在于，包括基片(100)，基片(100)的上表面设有正面绝缘层(1)，基片(100)上开设有第一通孔，第一通孔包括TSV盲孔和第二通孔，TSV盲孔设置在基片(100)的上表面，第二通孔设置在基片(100)的下表面，第二通孔位于TSV盲孔的正下方，且与TSV盲孔共轴线，TSV盲孔的底部与第二通孔的顶部连通；正面绝缘层(1)上铺设有正面金属布线层(5)；TSV盲孔内填充有导电填充物(4)，正面金属布线层(5)与导电填充物(4)相连。2.根据权利要求1所述的TSV背面露孔结构，其特征在于，TSV盲孔内壁上设有盲孔内绝缘层(2)，盲孔内绝缘层(2)与导电填充物(4)之间设有盲孔内粘附层(3)。3.根据权利要求1所述的TSV背面露孔结构，其特征在于，TSV盲孔设有若干个；正面金属布线层(5)设有若干层。4.根据权利要求1所述的TSV背面露孔结构，其特征在于，基片(100)的下表面设有背面绝缘层(6)，背面绝缘层(6)上铺设有背面金属布线层(7)，背面金属布线层(7)位于第二通孔的一端，且与第二通孔连通。背面金属布线层(7)设有若干层。5.根据权利要求1所述的TSV背面露孔结构，其特征在于，第二通孔沿竖直方向的高度为1‑10μm。6.根据权利要求1所述的TSV背面露孔结构，其特征在于，盲孔内粘附层(3)由Ti、TiW、Ta、TiN或Cr制备而成；导电填充物(4)为Cu、W或导电胶。7.一种TSV背面露孔结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1)基片(100)上开设TSV盲孔，TSV盲孔上沉积一层盲孔内绝缘层(2)，基片(100)的上表面沉积一层正面绝缘层(1)；步骤2)向TSV盲孔内充满导电填充物(4)，之后在正面绝缘层(1)上铺设一层正面金属布线层(5)，使正面金属布线层(5)与导电填充物(4)相连；步骤3)基片(100)的下表面进行背面减薄，背面减薄后，在基片(100)的下表面刻蚀第二通孔，第二通孔位于TSV盲孔的正下方；步骤4)基片(100)的下表面沉积一层背面绝缘层(6)，之后刻蚀第二通孔底部的背面绝缘层(6)，在刻蚀后的基片(100)的下表面铺设背面金属布线层(7)，背面金属布线层(7)与第二通孔的底部连通。8.根据权利要求7所述的TSV背面露孔结构的制备方法，其特征在于，步骤3)中，第二通孔的刻蚀为干法刻蚀工艺或湿法刻蚀工艺。9.根据权利要求7所述的TSV背面露孔结构的制备方法，其特征在于，步骤4)中，背面金属布线层(7)采用先图形再电镀增厚工艺或先电镀增厚再图形化腐蚀金属的工艺制备。2CN113990827A说明书1/4页一种TSV背面露孔结构及制备方法技术领域[0001]本发明属于微电子技术领域，涉及一种TSV背面露孔结构及制备方法。背景技术[0002]随着集成电路制造的工艺难度和投资额度的不断增加，以及功耗和量子效应等物理定律决定的发展极限的迫近，“摩尔定律”的发展遭遇重大挑战，逐渐出现了超越摩尔定律(MorethanMoore)的发展方向。不同于延续摩尔定律(MoreMoore)的数量和集成度，其主要侧重于“功能的多样性”。利用基于TSV立体集成工艺技术将不同材质或功能的芯片进行2.5D/3D集成，实现一个完整的功能模块。基于垂直TSV通孔互连、再布线、微凸点等工艺的TS