从集成电路的晶片背侧层集成穿板通孔
2019-11-22

从集成电路的晶片背侧层集成穿板通孔

一种半导体晶片具有从该半导体晶片的背侧创建的集成穿板通孔。该半导体晶片包括半导体基板(102)和在该半导体基板的表面上的浅沟槽隔离(STI)层焊盘(130)。该半导体晶片还包括在触点蚀刻停止层(132)上形成的层间介电(ILD)层(108),该触点蚀刻停止层将该ILD层与该半导体基板的表面上的该STI层焊盘分开。该半导体晶片进一步包括延伸穿过该STI层焊盘和该半导体基板以与该ILD层内的至少一个触点(140)耦合的穿板通孔(780,980)。该穿板通孔包括导电填充物材料和侧壁隔离内衬层(470)。该侧壁隔离内衬层的一部分有可能延伸到该STI层焊盘中但不穿过该STI层焊盘。

图15示出了解说根据本公开的一个方面的在对STI层焊盘130进行受控非定向蚀亥丨J以暴露M0L互连层120的触点和/或本地互连140上的膜(未示出)之后的图14的IC器件的横截面视图1500。在本公开的这些方面中,侧壁内衬隔离层是在STI层焊盘130的蚀刻之后制造的,例如如从图16开始所示的。

根据本公开的另一方面,描述了一种用于将晶片背侧的穿板通孔(TSV)集成到高级CMOS(互补金属氧化物半导体)节点中的方法。该方法包括在半导体基板中蚀刻穿板通孔(TSV)腔。该TSV腔可延伸至该半导体基板内的浅沟槽隔离(STI)层焊盘。该方法还包括蚀穿该STI层焊盘到互连/触点上的膜。该方法进一步包括在该TSV腔内沉积隔离内衬层。该隔离内衬层可包括与该互连/触点上的膜的材料不同的材料。该方法还包括蚀穿该互连/触点上的膜以及该隔离内衬层的一部分以暴露该互连/触点。

图13示出了解说根据本公开的一个方面的图1A的1C器件的横截面视图1300,该1C器件包括使得能够形成终止于STI层焊盘130上的背侧TSV腔的抗蚀剂。如以上所提及的,图13-26中示出了本公开的涉及内衬开口光刻的各方面。针对以下情形,本公开的这一方面包括附加的光刻工艺(例如,掩模):其中材料蚀刻不能按定向方式来执行,诸如根据本公开的各方面执行的定向蚀刻,例如如在图2和5中所示的。

在一种配置中,该1C器件1100包括延伸穿过浅沟槽隔离(STI)层和基板的导电装置。该导电装置具有导电填充物材料。在本公开的一个方面中,该导电装置是图7和/或11的背侧穿板通孔780/980,其被配置成执行如由该导电装置所述的功能。在这一配置中,1C器件1100还包括部分延伸到STI层焊盘中但不穿过该STI层焊盘的用于将该导电装置与基板隔离的装置。在本公开的一个方面中,该隔离装置是图4和11的侧壁隔离内衬层470,其被配置成执行如由该隔离装置所述的功能。在另一方面,前述装置可以是配置成执行由前述装置叙述的功能的器件或任何层。

图9示出了解说根据本公开的一个方面的在电化学沉积和化学机械抛光(CMP)工艺以形成背侧TSV980之后的图8的1C器件的横截面视图900。电化学沉积和CMP工艺还形成RDL982<>RDL982可提供例如对MOL互连层120的本地互连140的接入,或者可提供晶片背侧上在TSV或其他背侧组件(诸如导电互连(例如导电凸块)或其他类似互连结构)之间的路由。

从集成电路的晶片背侧层集成穿板通孔

图2示出了解说根据本公开的一个方面的图1B的1C器件的横截面视图,该1C器件包括背侧隔离层和背侧穿板通孔(TSV)腔,该背侧TSV腔终止于浅沟槽隔离(STI)层焊盘内部。

图24示出了解说根据本公开的一个方面在电化学沉积和铜化学机械抛光(CMP)工艺以形成背侧TSV之后的图23的1C器件的横截面视图。