制造硅通孔的方法和包括硅通孔的芯片与流程

文档序号:12612928阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种制造硅通孔的方法,包括以下步骤:

S1:在硅晶片中形成通孔;

S2:在所述通孔的孔壁上形成绝缘层;

S3:在所述绝缘层上形成扩散阻挡层;

S4:在所述扩散阻挡层上形成籽晶层;以及

S5:在所述籽晶层上形成导体层,

其中,步骤S3包括通过离子注入将第一材料注入到所述绝缘层的表面下方以形成第一离子注入层,步骤S4包括通过离子注入将第二材料注入到所述扩散阻挡层的表面下方以形成第二离子注入层。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述硅晶片包括单块硅晶片或者层叠在一起的多块硅晶片,各硅晶片的厚度为10-40μm。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,利用金属蒸汽真空弧离子源进行所述离子注入,在离子注入中,所述第一材料的离子获得1-500keV的能量,被注入到所述绝缘层的表面下方1-100nm的范围内而形成所述第一离子注入层,所述第二材料的离子获得1-500keV的能量,被注入到所述扩散阻挡层的表面下方1-100nm的范围内而形成所述第二离子注入层。

4.根据权利要求1至3中的任何一项所述的方法,其特征在于,所述第一材料包括Ta、TaN/Ta、TiN、TiW、Cr、Ti中的一种或多种,所述第二材料包括Ti、Cr、Ni、Cu、Ag、Au、V、Zr、Mo、Nb以及它们之间的合金中的一种或多种。

5.根据权利要求1至3中的任何一项所述的方法,其特征在于,步骤S3还包括通过等离子体沉积或溅射沉积在所述第一离子注入层的上方形成第一沉积层,并且/或者步骤S4还包括通过等离子体沉积或溅射沉积在所述第二离子注入层的上方形成第二沉积层,其中利用磁过滤阴极真空弧离子源进行所述等离子体沉积。

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,利用所述第一材料形成所述第一沉积层,利用所述第二材料形成所述第二沉积层。

7.根据权利要求1至3中的任何一项所述的方法,其特征在于,步骤S5包括利用Al、Mn、Fe、Ti、Cr、Co、Ni、Cu、Ag、Au、V、Zr、Mo、Nb、W以及它们之间的合金、高分子导体、或者掺杂多晶硅中的一种或多种,形成厚度为0.1-100μm的所述导体层或者填满所述通孔的所述导体层。

8.根据权利要求1至3中的任何一项所述的方法,其特征在于,步骤S2包括通过等离子增强化学气相淀积工艺在所述通孔的孔壁上淀积SiO2作为所述绝缘层,步骤S5包括通过电镀工艺在所述籽晶层上镀上一层Cu作为所述导体层。

9.根据权利要求1至3中的任何一项所述的方法,其特征在于,所述方法还包括步骤S6:通过化学机械抛光、研磨或刻蚀工艺,对所述硅晶片的表面进行平整化处理。

10.一种芯片,包括硅晶片和设置于所述硅晶片中的通孔,在所述通孔的孔壁上从内到外依次覆盖有由绝缘材料组成的绝缘层、扩散阻挡层、籽晶层和导体层,其中所述扩散阻挡层包括由所述绝缘材料和第一注入材料组成的第一离子注入层、以及紧邻所述籽晶层且由第一沉积材料组成的第一沉积层,所述籽晶层包括由所述第一沉积材料和第二注入材料组成的第二离子注入层。

11.根据权利要求10所述的芯片,其特征在于,所述硅晶片包括单块硅晶片或层叠在一起的多块硅晶片,各硅晶片的厚度为10-40μm。

12.根据权利要求10所述的芯片,其特征在于,所述第一离子注入层是由所述绝缘材料和所述第一注入材料组成的掺杂结构,并具有1-100nm的厚度;所述第二离子注入层是由所述第一沉积材料和所述第二注入材料组成的掺杂结构,并具有1-100nm的厚度。

13.根据权利要求10至12中的任何一项所述的芯片,其特征在于,所述第一材料包括Ta、TaN/Ta、TiN、TiW、Cr、Ti中的一种或多种,所述第二材料包括Ti、Cr、Ni、Cu、Ag、Au、V、Zr、Mo、Nb以及它们之间的合金中的一种或多种。

14.根据权利要求10至12中的任何一项所述的芯片,其特征在于,所述第一沉积层附着于所述第一离子注入层上并包括等离子体沉积层或溅射沉积层,所述第一沉积材料与所述第一注入材料相同。

15.根据权利要求10至12中的任何一项所述的芯片,其特征在于,所述籽晶层还包括位于所述第二离子注入层的上方且由第二沉积材料组成的第二沉积层。

16.根据权利要求15所述的芯片,其特征在于,所述第二沉积层包括等离子体沉积层或溅射沉积层,并且所述第二沉积材料与所述第二注入材料相同。

17.根据权利要求10至12中的任何一项所述的芯片,其特征在于,所述导体层具有0.1-100μm的厚度或者填满所述通孔,并且由Al、Mn、Fe、Ti、Cr、Co、Ni、Cu、Ag、Au、V、Zr、Mo、Nb、W以及它们之间的合金、高分子导体、或者掺杂多晶硅中的一种或多种组成。

18.根据权利要求10至12中的任何一项所述的芯片,其特征在于,所述绝缘层由SiO2组成,所述导体层由Cu组成。

当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1