具有敷鍍通孔的構(gòu)件及制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于制造構(gòu)件的方法和具有帶有敷鍍通孔的半導(dǎo)體襯底的構(gòu)件，其中，敷鍍通孔被空槽圍繞，其中，半導(dǎo)體襯底在一個面上具有第一層，其中，第一層在該第一面上覆蓋空槽，其中，半導(dǎo)體襯底在第二面上具有第二層，其中，第二層在該第二面上覆蓋空槽，其特征在于，敷鍍通孔被環(huán)形結(jié)構(gòu)圍繞，其中，環(huán)形結(jié)構(gòu)由半導(dǎo)體襯底制成并且所述圍繞該環(huán)形結(jié)構(gòu)的空槽被優(yōu)選在與用于敷鍍通孔的空槽相同的過程步驟中或者說同步／同時地制成。
【專利說明】具有敷鍍通孔的構(gòu)件及制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種按權(quán)利要求1所述的具有帶有敷鍍通孔的半導(dǎo)體襯底的構(gòu)件和按權(quán)利要求20所述的用于制造構(gòu)件的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]DE 10 2009 045 385 Al公開了一種具有半導(dǎo)體襯底和敷鍍通孔的構(gòu)件。敷鍍通孔被以金屬線路的形式構(gòu)造成，其被設(shè)置在半導(dǎo)體襯底中并從襯底的上面通到底面。敷鍍通孔通過絕緣層與圍繞的半導(dǎo)體襯底分隔開。在另一種實施方式中，敷鍍通孔通過環(huán)形的溝道與圍繞的半導(dǎo)體襯底分隔開。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種具有半導(dǎo)體襯底和導(dǎo)電的敷鍍通孔的構(gòu)件，其中，所述敷鍍通孔可被機械穩(wěn)定地并且成本有利地制造。
[0004]本發(fā)明的任務(wù)通過按權(quán)利要求1所述的構(gòu)件并且通過按權(quán)利要求20所述的方法解決。
[0005]所述構(gòu)件的其它有利的實施方式在從屬權(quán)利要求中予以說明。
[0006]所述構(gòu)件的一個優(yōu)點在于，敷鍍通孔可被簡單并且成本有利地制造，此外還機械穩(wěn)定地構(gòu)造成并且在敷鍍通孔的區(qū)域中形成小的(寄生)電容。這由此實現(xiàn)，即敷鍍通孔被半導(dǎo)體材料的環(huán)形結(jié)構(gòu)圍繞。此外，敷鍍通孔與圍繞的半導(dǎo)體襯底通過圍繞環(huán)形結(jié)構(gòu)的環(huán)形溝道電分隔開。使用具有通道的環(huán)形結(jié)構(gòu)保證了敷鍍通孔的高的機械穩(wěn)定性，所述通道被用導(dǎo)電材料至少部分地填充并且所述通道優(yōu)選在與圍繞環(huán)形結(jié)構(gòu)的環(huán)形溝道相同的過程步驟中或者說同步/同時地制成。此外，環(huán)形結(jié)構(gòu)提供了可能性，即，使用多種簡單的用于填滿通道的制造方法，這從CVD、ALD、i賤射、電鍍技術(shù)(Galvanotechnik)、分配(Dispensen)直到金屬材料的液態(tài)充填或例如借助于絲網(wǎng)印刷方法的膏狀壓入來實現(xiàn)。
[0007]在一種構(gòu)造形式中，第一層至少部分地在空槽上方和/或在敷鍍通孔的區(qū)域中以柵格結(jié)構(gòu)的形式構(gòu)造成。柵格結(jié)構(gòu)一方面能夠使構(gòu)件簡單的加工及另一方面能夠可靠及穩(wěn)固地封閉圍繞環(huán)形結(jié)構(gòu)的空槽。
[0008]在另一種實施方式中，第一層具有絕緣層和/或防潮層。借助絕緣層提供了可靠的電絕緣及借助防潮層提供了防止?jié)駳鉂B入到空槽和/或敷鍍通孔中的可靠保護。
[0009]敷鍍通孔在另一種實施方式中被套管狀地構(gòu)成，其中，敷鍍通孔被設(shè)置在環(huán)形結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)面上。通過套管形形狀在小的材料開支的情況下提供了良好導(dǎo)電的敷鍍通孔。
[0010]在另一種實施方式中，套管狀的敷鍍通孔被用絕緣材料填滿。按照這種方式，敷鍍通孔被防濕氣地受到保護并且敷鍍通孔的機械穩(wěn)定性得到改善。
[0011]在另一種實施方式中，敷鍍通孔在第一層的區(qū)域中具有階梯狀擴寬的直徑。按照這種方式，一方面使敷鍍通孔的制造得到簡化及另一方面使敷鍍通孔的導(dǎo)電性及特別是敷鍍通孔的電觸點接通得到改善。[0012]在另一種實施方式中，敷鍍通孔在第一層的區(qū)域中具有階梯狀縮窄的直徑。這種實施方式提供的優(yōu)點是，在用于構(gòu)造敷鍍通孔的導(dǎo)電材料沉積時，自動地保留一個不被填充的區(qū)域。這種構(gòu)型的優(yōu)點是，可更好地減少由于在用于構(gòu)造敷鍍通孔的材料與圍繞的半導(dǎo)體材料之間的熱膨脹系數(shù)的差異而引起的應(yīng)力。
[0013]在構(gòu)造具有敷鍍通孔的構(gòu)件時，所述敷鍍通孔的直徑在第一層的區(qū)域中擴寬，低歐姆的敷鍍通孔可以簡單的方式作為實心圓柱體或者也可以作為空心圓柱體構(gòu)成。
[0014]在另一種實施方式中，敷鍍通孔在外側(cè)面上被用絕緣層覆蓋。按照這種方式，改善了相對圍繞的環(huán)形結(jié)構(gòu)及相對構(gòu)件的電絕緣。
[0015]在另一種實施方式中，第一層以柵格結(jié)構(gòu)和施加在其上的絕緣層的形式構(gòu)造成。柵格結(jié)構(gòu)與空槽相鄰地設(shè)置。由此通過設(shè)置柵格結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了簡單的加工并通過設(shè)置絕緣層實現(xiàn)了空槽的可靠封閉。柵格結(jié)構(gòu)也與環(huán)形結(jié)構(gòu)固定，使得實現(xiàn)了用于環(huán)形結(jié)構(gòu)的提高的機械穩(wěn)定性。
[0016]在另一種實施方式中，第二柵格結(jié)構(gòu)被設(shè)置在第一層中，其中，第二柵格結(jié)構(gòu)被構(gòu)造在絕緣層與第一柵格結(jié)構(gòu)之間。第二柵格結(jié)構(gòu)由一種金屬或金屬化合物、例如氧化金屬化合物(Metalloxidverbindung)構(gòu)成。第二柵格結(jié)構(gòu)的優(yōu)點在于，在絕緣-開槽過程中，在第二柵格結(jié)構(gòu)上的蝕刻作用比在由絕緣材料、特別是氧化硅制成的柵格中明顯更小。這又導(dǎo)致，柵格的蝕刻空穴必須僅僅最小化地擴張并且為了將其封閉必須沉積少量的封閉氧化物。這個優(yōu)點主要是在高的蝕刻深度和與此相關(guān)的長的蝕刻時間的情況下引人注目。
[0017]在另一種實施方式中，第二柵格與敷鍍通孔導(dǎo)電地連接。按照這種方式可以提供一種電屏蔽，所述電屏蔽用于抑制在敷鍍通孔上和例如設(shè)置在半導(dǎo)體襯底中或設(shè)置在第二層中的電路和/或電子電路的干擾信號。在另一種實施方式中，第二柵格被作為電容器結(jié)構(gòu)使用，所述電容器結(jié)構(gòu)與敷鍍通孔和饋電線是電絕緣的。按照這種方式，也可以實現(xiàn)干擾信號的抑制。
[0018]在另一種實施方式中，敷鍍通孔延伸通過第一和第二柵格。這種實施方式提供的優(yōu)點是，在沉積用于構(gòu)造敷鍍通孔的導(dǎo)電材料時，所述材料優(yōu)選沉積在表面上。這種沉積過程這樣長時間地進(jìn)行，直至第二柵格在表面上生長。按照這種方式實現(xiàn)了，盡管在環(huán)形結(jié)構(gòu)中實現(xiàn)了橫截面大的空槽，所述空槽具有環(huán)形結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體材料的蝕刻率方面的優(yōu)點，但是環(huán)形結(jié)構(gòu)的空槽通過敷鍍通孔的導(dǎo)電材料的封閉僅僅導(dǎo)致表面上很小的形貌結(jié)構(gòu)。這樣已經(jīng)能夠在金屬化沉積之后將標(biāo)準(zhǔn)平版印刷方法用于所施加的金屬層的結(jié)構(gòu)化。
[0019]在另一種實施方式中，環(huán)形結(jié)構(gòu)具有多個敷鍍通孔，根據(jù)設(shè)計規(guī)劃可在這些敷鍍通孔上顯示電容或電感，其連接可以在構(gòu)件上側(cè)面上或在構(gòu)件本身中實現(xiàn)。
[0020]在另一種實施方式中，印制導(dǎo)線作為屏蔽使用。
[0021]所說明的構(gòu)件的優(yōu)點是，降低了在低歐姆的敷鍍通孔與襯底之間的寄生電容。此夕卜，對于敷鍍通孔不再需要高摻雜的半導(dǎo)體材料，這樣在ASIC中也能夠使用這種類型的敷鍍通孔。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]下面借助附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)介紹。示出了:
[0023]圖1至3用于制造構(gòu)件的三個方法步驟；[0024]圖4至8構(gòu)件的其它實施形式；
[0025]圖9和10用于制造構(gòu)件的另一實施形式的兩個方法步驟；
[0026]圖11構(gòu)件的一種附加實施形式；
[0027]圖12至14用于制造另一構(gòu)件的方法步驟；
[0028]圖15至17用于制造另一構(gòu)件的方法步驟；
[0029]圖18至20用于制造構(gòu)件的另一實施形式的方法步驟；
[0030]圖21至23在環(huán)形結(jié)構(gòu)中具有多個敷鍍通孔的構(gòu)件的不同實施形式；以及
[0031]圖24至27具有第二柵格結(jié)構(gòu)的構(gòu)件的不同實施形式。
【具體實施方式】
[0032]圖1在示意性的截面圖中示出襯底1，該襯底例如構(gòu)造為特別是由硅構(gòu)成的半導(dǎo)體襯底。襯底I具有一個環(huán)形空槽2，該環(huán)形空槽圍繞環(huán)形結(jié)構(gòu)3并且與其另外的襯底I電絕緣。環(huán)形結(jié)構(gòu)3具有第二空槽4。無論是第一空槽2還是第二空槽4均延伸通過襯底I的整個厚度并且優(yōu)選在相同的過程步驟中或同步/同時地制造。取決于所選擇的實施方式，在襯底I的上側(cè)面上可構(gòu)造有電路和/或電子電路5。電路5被示意性地在襯底I正面上作為方框不出。襯底I的背面被用第一層6覆蓋。第一層6具有柵格層7,其與襯底I的背面并且與環(huán)形結(jié)構(gòu)3的背面相連接。柵格層7至少部分地在空槽2的區(qū)域中具有柵格結(jié)構(gòu)8。柵格層7例如由絕緣材料、特別是由氧化物、特別是氧化硅制成。
[0033]此外，第一層6具有封閉層9，該封閉層設(shè)置在柵格層7上。封閉層9由絕緣材料、特別是氧化物、例如氧化硅構(gòu)成。封閉層9既在柵格結(jié)構(gòu)8的區(qū)域內(nèi)，也在另外的區(qū)域中覆蓋柵格層7。
[0034]襯底I的正面被用第二層10覆蓋。第二層10具有第一絕緣層11，其設(shè)置在襯底I的正面上并且遮蓋空槽2、4。第一絕緣層11例如由氧化物、特別是氧化硅構(gòu)成。在第一絕緣層11內(nèi)設(shè)有電線路12，所述電線路被一直通到第二空槽4的區(qū)域中。在所示的實施例中，電線路12與電路5連接。取決于所選擇的實施方式，電線路12也可與其它電路相連接。
[0035]在所示的實施例中，第二層10具有功能層13，在所述功能層中設(shè)有可動結(jié)構(gòu)和/或電路。可動結(jié)構(gòu)可以傳感器結(jié)構(gòu)、例如慣性傳感器的形式構(gòu)造成。例如功能層13由外延層構(gòu)成。在功能層13的正面上構(gòu)造有覆蓋層14。覆蓋層14例如可以由半導(dǎo)體材料構(gòu)成并以罩晶片的形式實現(xiàn)。取決于所選擇的實施方式，也可以放棄功能層13和/或覆蓋層14。
[0036]圖1中所示的構(gòu)件15例如被構(gòu)造為具有鍵合的罩晶片的ASIC /傳感器晶片。但是，該構(gòu)件也可以其它實施方式構(gòu)成，其中使用穿過襯底的導(dǎo)電的敷鍍通孔。
[0037]作為附加或替代慣性傳感器，也可在功能層13中設(shè)有壓力傳感器。此外，覆蓋層14可以具有另外的空槽，這些空槽設(shè)置在功能層13的傳感器結(jié)構(gòu)的區(qū)域中，以改善傳感器結(jié)構(gòu)的運動自由度。覆蓋層14在可以傳感器晶片形式構(gòu)造成的功能層13上的連接例如采用標(biāo)準(zhǔn)的鍵合方法實現(xiàn)，例如密封玻璃-鍵合、低共熔鍵合或熔融鍵合?？蛇x擇地，襯底I在背面上通過磨削、CMP和等離子體蝕刻而變薄，以便減少開槽時間或轉(zhuǎn)換所需的最大堆疊厚度。此外，后者可要求變薄覆蓋層14。
[0038]為了實施穿過襯底I的電觸點接通，例如為了使電路5觸點接通，從襯底I的背面實現(xiàn)電接入?？詹?和第二空槽4以這種方式制造，即柵格層7沉積在襯底I上并且被結(jié)構(gòu)化。結(jié)構(gòu)化的柵格層7接著被用作為溝槽-蝕刻掩膜，以便去除在空槽2和第二空槽4的區(qū)域中位于其下方的襯底材料。按照這種方式，構(gòu)成被空槽2圍繞的環(huán)形結(jié)構(gòu)3。此外，按照這種方式同步/同時地在環(huán)形結(jié)構(gòu)3中開設(shè)第二空槽4。環(huán)形結(jié)構(gòu)3不僅固定在柵格層7上，而且固定在第二絕緣層11上。柵格層7在此承擔(dān)多個功能。一方面，柵格層7作為蝕刻掩膜使用并將環(huán)形結(jié)構(gòu)固定在其表面上。另一方面，柵格結(jié)構(gòu)7以柵格結(jié)構(gòu)8的形式用作為用于無支撐的膜片的基底，所述柵格結(jié)構(gòu)被構(gòu)造在環(huán)形結(jié)構(gòu)與圍繞的襯底I之間。
[0039]圖1示出在利用封閉層9絕緣溝槽和封閉柵格結(jié)構(gòu)7之后的狀態(tài)。設(shè)置在第二空槽4的區(qū)域中的電線路12優(yōu)選具有比第二空槽4更大的面積并以這種方式設(shè)置，即電線路12覆蓋第二空槽4的面積。
[0040]借助于標(biāo)準(zhǔn)平版印刷法，在等離子體蝕刻步驟之后，去除在第二空槽上的封閉層9和柵格層7。在第一層6中、也就是在柵格層7中及在封閉層9中的開口 20在此被選擇略大于第二空槽4的直徑。在該蝕刻步驟中，同時實現(xiàn)了第一絕緣層11在第二空槽4的底部上的腐蝕21，其中，蝕刻過程在電線路12上停止。電線路12例如是多層金屬化的部件，所述多層金屬化被在第二層10中構(gòu)造。這種方法情況在圖2中示出。
[0041]正如從圖3所看到的那樣，為了構(gòu)造敷鍍通孔16借助標(biāo)準(zhǔn)方法、例如CVD、ALD、濺射、電鍍技術(shù)、分配、噴墨(Inkjetten)或絲網(wǎng)印刷將傳導(dǎo)材料例如鎢、銅、鋁、鋁硅銅(AlSiCu)、鋁銅(AlCu)、銀或金施加到第二空槽4中。根據(jù)沉積方法，所述材料如果需要可在襯底的表面上借助于CMP方法平整化。在此，例如沉積在襯底表面上及在第二空槽4中的材料僅被表面平整化，以便能夠借助標(biāo)準(zhǔn)平版印刷法實現(xiàn)其結(jié)構(gòu)化。此外，沉積的材料可以這種程度平整化，直到填充材料被從襯底表面去除并且僅在第二空槽4中還存在填充材料。在第一種方法中，印制導(dǎo)線和鍵合焊盤可以由填充材料構(gòu)成。在第二種方法中，印制導(dǎo)線和鍵合焊盤在一個單獨的方法步驟中制造。
[0042]在構(gòu)成敷鍍通孔16和印制導(dǎo)線17以及鍵合焊盤18之后，還可以選擇在封閉層9和印制導(dǎo)線17以及鍵合焊盤18上施加保護層19。保護層19也可以選擇性地具有防潮層。接著，重新去除在鍵合焊盤18區(qū)域中的保護層19。保護層19可以由絕緣材料、例如氧化硅構(gòu)成。防潮層例如可以由氮化硅(Si3N4)構(gòu)成。借助所說明的方法可以簡單的方式實現(xiàn)穿過襯底I的低歐姆的敷鍍通孔16，所述敷鍍通孔是機械穩(wěn)定的并且具有低的寄生電容。敷鍍通孔16與電線路12連接。
[0043]環(huán)形結(jié)構(gòu)3在所說明的裝置中作為輔助結(jié)構(gòu)使用，在其內(nèi)壁上沉積有低歐姆的層。根據(jù)填充方法，該環(huán)形結(jié)構(gòu)用作用于在襯底表面與在傳感器正面上的多層金屬布線之間金屬化的電橋(例如在CVD或ALD情況下)或者用作為側(cè)向界限，用于避免流動到絕緣區(qū)域中，所述絕緣區(qū)域通過空槽2提供(例如在噴墨、分配或絲網(wǎng)印刷方法的情況下)。
[0044]因此，具有敷鍍通孔16形式的低歐姆的芯的、以電絕緣的環(huán)形結(jié)構(gòu)形式的敷鍍通孔變型方案的使用也可以在ASIC上實現(xiàn)，其中，襯底材料通常具有非常低的摻雜并且因此具有低的電導(dǎo)。
[0045]在圖3中，敷鍍通孔3被圓柱形地構(gòu)造，其中，敷鍍通孔3的直徑被在第一層6的區(qū)域中擴寬，特別是階梯狀地擴寬。
[0046]圖4示出了構(gòu)件的另一種實施方式，其中，敷鍍通孔16被套管狀地構(gòu)成。在此，敷鍍通孔16既在環(huán)形結(jié)構(gòu)3的內(nèi)側(cè)面上，也在柵格層7和封閉層9的相應(yīng)內(nèi)側(cè)面上被套管狀地構(gòu)成。此外，敷鍍通孔16具有空腔22，該空腔被圓柱形地構(gòu)造并且從襯底I的正面出發(fā)一直延伸到柵格層7中。因此，敷鍍通孔16具有套管形形狀，其中，設(shè)置在電線路12上的底部區(qū)域23同樣通過敷鍍通孔16的材料構(gòu)成。保護層19在所示出的實施例中設(shè)置在敷鍍通孔16的上端部區(qū)域中并且延伸直到柵格層7的區(qū)域中。因此，空腔22通過保護層19被封閉。
[0047]圖5示出構(gòu)件15的另一種實施方式，其中，敷鍍通孔16的空腔22被用第一層6區(qū)域中的保護層19完全填滿。
[0048]圖6示出了所述構(gòu)件的另一種實施方式，其中，敷鍍通孔16的截面在第一層6的區(qū)域中并不擴寬、而是保持不變。在圖6中，敷鍍通孔16被構(gòu)造為圓柱形的實心材料。
[0049]圖7示出了所述構(gòu)件的另一種實施方式，其中，敷鍍通孔16的直徑在第一層的區(qū)域中并不擴寬、而是保持不變及此外，在敷鍍通孔16中設(shè)有空腔22。因此，敷鍍通孔16在圖7中被套管狀地構(gòu)成?？涨?2通過第一層6的區(qū)域中的保護層19封閉。
[0050]圖8與圖7的實施方式基本上相應(yīng)，但其中空腔22被用保護層19完全填滿。
[0051]圖9和10示出了用于制造套管狀的敷鍍通孔16的方法步驟，其中，敷鍍通孔16在第一層6的區(qū)域中的截面小于在環(huán)形結(jié)構(gòu)3的區(qū)域內(nèi)的截面。在圖9示出了一個方法步驟，其中，在第一層6中到第二空槽4的接入開口 20小于第二空槽4的直徑。這樣通常會導(dǎo)致，在金屬傳導(dǎo)材料在第二空槽4的區(qū)域中沉積時保留一個不被填充的空腔22，如圖10中所示。這種實施方式的優(yōu)點是，可以更好地減少由于在敷鍍通孔的導(dǎo)電材料與環(huán)形結(jié)構(gòu)3的材料之間的熱膨脹系數(shù)中的差異而產(chǎn)生的應(yīng)力。
[0052]圖11示出了所述構(gòu)件的另一種實施方式，該構(gòu)件具有套管形狀的敷鍍通孔16，其中，套管形狀在第一層6的區(qū)域中的直徑小于在環(huán)形結(jié)構(gòu)3的區(qū)域中的直徑。此外，套管狀的敷鍍通孔16在內(nèi)側(cè)面上用保護層19覆蓋并且敷鍍通孔16的上凸緣24利用保護層填滿。此外，在敷鍍通孔16中構(gòu)造有不被填充的空腔22。所述不被填充的空腔22在所示的實施例中被保護層19包圍。
[0053]根據(jù)用于制造低歐姆的敷鍍通孔16所使用的技術(shù)，有利的可以是，第二空槽4設(shè)有較大的直徑。因為第二空槽4應(yīng)與空槽2同時制造，所以在這種情況下也適用，穿過柵格掩膜地去除在第二空槽4的區(qū)域中的襯底材料。在用封閉層9封閉柵格層7后，可以獲得幾乎平整的表面，所述表面又能夠?qū)崿F(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)過程步驟、例如通過旋壓覆蓋法(Spinbelackung)涂覆光刻膠(Fotolack)的使用。該方法情況在圖12中示出。圖12基本上相應(yīng)于圖1的設(shè)置，但其中第二空槽4的直徑較大并且柵格層7的柵格結(jié)構(gòu)8設(shè)置在第二空槽4上方。
[0054]圖13和14示出已經(jīng)借助圖2和3解釋的、用于制造圓柱形的敷鍍通孔16的方法步驟。
[0055]圖15至17示出了用于制造敷鍍通孔的另一種變型方案，其中，電線路12在第二空槽4的底部區(qū)域中被設(shè)置在相對第二空槽4的界面上。這種方法的優(yōu)點在于，在用于制造第二空槽4的過程中，必須少量地去除或不必去除第一絕緣層11的材料，以便露出至電線路12的接觸區(qū)域。用于構(gòu)造第一和第二空槽2、4的絕緣-開槽過程停止在電線路12上。因此，加速了制造方法。
[0056]圖18至20類似于圖1至3地示出了用于構(gòu)成具有空腔22的敷鍍通孔的方法步驟，其中，敷鍍通孔16的截面在第一層的區(qū)域中與在環(huán)形結(jié)構(gòu)3的區(qū)域相比減小。此外，在施加用于構(gòu)造敷鍍通孔16的導(dǎo)電材料之前，第二絕緣層25不僅沉積在第一層6上，而且也沉積在第二空槽4中。在此，電線路12也被覆蓋。在圖19中示出的后續(xù)方法步驟中，第二絕緣層25被從第一層6及從電線路12去除。第二絕緣層25可以由氧化物，例如由氧化硅制成。在使用氧化硅時，第二絕緣層25借助各向異性的等離子體蝕刻步驟在電線路12的區(qū)域中以及從第一層6的上側(cè)面去除。在環(huán)形結(jié)構(gòu)3的內(nèi)表面的區(qū)域中保留第二絕緣層25。在第一層6的通路區(qū)域內(nèi)同樣如此。隨后在第二空槽4中設(shè)置具有空腔22的敷鍍通孔16。此外，沉積印制導(dǎo)線17并且施加保護層19。
[0057]按照這種方式，電絕緣的敷鍍通孔16構(gòu)成在環(huán)形結(jié)構(gòu)3中，如圖20中所示。圖20的敷鍍通孔具有空腔22。取決于所選擇的實施方式，敷鍍通孔16的類型也可以具有已經(jīng)說明的其它形狀。第二絕緣層25的優(yōu)點在于，敷鍍通孔16與圍繞的環(huán)形結(jié)構(gòu)3電絕緣。
[0058]通過設(shè)置第二絕緣層25，可在連續(xù)的環(huán)形結(jié)構(gòu)3中設(shè)置多個導(dǎo)電的敷鍍通孔16，如圖21中所示。圖21中所示的三個敷鍍通孔16相同地構(gòu)造并且彼此電絕緣。取決于所選擇的敷鍍通孔16的連接，環(huán)形結(jié)構(gòu)3的敷鍍通孔16可以形成一個電容器，該電容器與另外的電路5、例如ASIC的電路部分相連接。此外,每個敷鍍通孔16均與自身的電線路12相連接。在這種情況下，附加沉積的第二絕緣層25和環(huán)形結(jié)構(gòu)3的例如由硅構(gòu)成的材料承擔(dān)電介質(zhì)的功能。利用所說明的方法，可在襯底I的內(nèi)部構(gòu)成具有高的電容值的圓柱體電容器和平板式電容器。這種實施方式在襯底I以傳感器晶片的形式構(gòu)成時特別適用。
[0059]圖22示出了根據(jù)圖21的具有多個敷鍍通孔16的裝置，但其中，敷鍍通孔16可以形成一個電容器并且通過印制導(dǎo)線17與鍵合焊盤18相連接。敷鍍通孔16在底面上與電線路12連接，這些電線路設(shè)置在第一絕緣層11中，但并不強制地與電路5相連接及這些電線路具有蝕刻停止層的功能。利用這種類型的電容器結(jié)構(gòu)，例如可降低或消除至電路、例如ASIC的接入線路中的干擾電壓。
[0060]如前所述，在適當(dāng)設(shè)計和布局設(shè)計的情況下，也可以實現(xiàn)能夠集成到開關(guān)電路中的線圈。
[0061]圖23示出一種具有帶有多個敷鍍通孔16的環(huán)形結(jié)構(gòu)3的實施形式，所述敷鍍通孔通過第二絕緣層25與該環(huán)形結(jié)構(gòu)3電絕緣。中間的敷鍍通孔作為信號線路使用，其中，側(cè)旁的敷鍍通孔僅用于屏蔽。僅僅中間的敷鍍通孔16與電路5連接。替代兩個側(cè)旁的敷鍍通孔，也可以設(shè)有另外的側(cè)旁的敷鍍通孔，所述另外的側(cè)旁的敷鍍通孔環(huán)形地圍繞中間的敷鍍通孔并用作屏蔽。按照這種方式，實現(xiàn)了繞著穿過襯底I的信號線路的電屏蔽。取決于所選擇的實施方式，也可以去除敷鍍通孔16之間的環(huán)形結(jié)構(gòu)3的材料，這些敷鍍通孔設(shè)有第二絕緣層25。
[0062]圖24示出了基本上相應(yīng)于圖3的實施形式的構(gòu)件的另一種實施方式，但其中，附加地在柵格層7與封閉層9之間、特別是在柵格結(jié)構(gòu)8的區(qū)域中設(shè)置第二柵格層26。第二柵格層26在此可具有與柵格結(jié)構(gòu)8或柵格層7類似或相同的形狀。第二柵格層26由導(dǎo)電材料、特別是由金屬制成。替代兩個柵格層7、26地，也可以僅構(gòu)成一個單獨的柵格層7，所述柵格層由導(dǎo)電材料、特別是由金屬制成并且該柵格層在柵格結(jié)構(gòu)8的區(qū)域中可直接位于襯底I上。但在這種實施方式中需要注意的是，在敷鍍通孔16與圍繞該敷鍍通孔的襯底I之間不產(chǎn)生短路。金屬例如可以是鋁-銅混合物。該導(dǎo)電的柵格層的優(yōu)點在于，在同步/同時制造空槽2和第二空槽4的絕緣-開槽過程中，在金屬柵格26上的蝕刻作用比在由絕緣材料、特別是由氧化硅制成的柵格8中明顯更小。這又導(dǎo)致柵格的蝕刻空穴僅最小化地擴寬并且為了將其封閉必須沉積封閉層9的少量材料、特別是氧化物。這一優(yōu)點主要是在高的蝕刻深度和與此相關(guān)的長的蝕刻時間情況下引人注目。
[0063]圖25示出了圖24的實施形式的另一種變型方案，其中，第二柵格層26通過一個連接與印制導(dǎo)線17相連接。因此，在印制導(dǎo)線17與第二柵格層26之間形成電位平衡。此夕卜，圖25具有的其它特點是，印制導(dǎo)線17在面積上這樣大得構(gòu)造，使得整個空槽2得到覆蓋。因此，印制導(dǎo)線17具有至少一個圓面或有角的區(qū)段。按照這種方式，柵格結(jié)構(gòu)8和第二柵格層26被印制導(dǎo)線17覆蓋。此外，大面積的印制導(dǎo)線17以阻擋層的形式例如防止?jié)駳獾仄鹱饔?，所述濕氣可滲入到位于其下方的第二空槽中。
[0064]圖26不出了基本上相應(yīng)于圖25的另一種實施方式,但其中，第二柵格層26與印制導(dǎo)線17電分隔開并且具有自身的鍵合焊盤27。在構(gòu)件15的視圖上示出了用于印制導(dǎo)線17連同敷鍍通孔16和第二柵格層26的等效電路圖，其中，在印制導(dǎo)線17與導(dǎo)電的第二柵格層之間構(gòu)成電容Cl。利用圖26中所示的設(shè)置可以構(gòu)成平面電容器結(jié)構(gòu)，所述電容器結(jié)構(gòu)基本上通過印制導(dǎo)線17和第二柵格層26構(gòu)造成。該電容器結(jié)構(gòu)例如可被用于抑制干擾信號，這些干擾信號可在通過印制導(dǎo)線17和敷鍍通孔16傳導(dǎo)到電路5、特別是ASIC的信號中借助于作為電容器的對應(yīng)電極起作用的第二柵格層26進(jìn)行抑制。
[0065]圖27示出了基本上相應(yīng)于圖24的實施形式的另一種實施形式，但其中與圖24的實施形式相反地，敷鍍通孔16具有空腔22。此外，第二空槽4的截面具有比圖24的第二空槽4的截面更大的值。此外，在敷鍍通孔16的凸緣24的區(qū)域中設(shè)置柵格層7和第二柵格層26。因此，第二柵格層26直接通過凸緣24與敷鍍通孔16導(dǎo)電地連接。
[0066]開口 20的大的寬度和第二空槽4的大的寬度可被用于，通過CVD或ALD方法將低歐姆的材料例如鎢或鋁沉積到第二空槽4中。所述低歐姆的材料在那里優(yōu)選沉淀在表面上。沉淀過程這樣長時間地進(jìn)行，直至在表面上生長出第一和第二柵格層7、26。這種實施形式提供的優(yōu)點是，盡管大的開口 20提供了在用于構(gòu)成第二空槽4的腐蝕速率方面的優(yōu)點，通過低歐姆材料可實現(xiàn)對第一和第二柵格結(jié)構(gòu)7、26的封閉，而無需在襯底I的表面上構(gòu)成大的形貌結(jié)構(gòu)。這樣能夠在金屬化沉積后就已經(jīng)采用標(biāo)準(zhǔn)平版印刷法用于所施加的金屬層的結(jié)構(gòu)化。
[0067]所說明的構(gòu)件和所說明的方法可在使用用于電觸點接通的倒裝芯片技術(shù)的所有
產(chǎn)品中使用。
[0068]附圖分別示出了環(huán)形結(jié)構(gòu)3，其中，在一個半導(dǎo)體襯底中同時引入或設(shè)置多個具有敷鍍通孔的環(huán)形結(jié)構(gòu)。
[0069]對于所有的實施形式適用的是，環(huán)形結(jié)構(gòu)3不必強制地環(huán)形或圓形地構(gòu)成，而是可以具有任意的形狀。敷鍍通孔16同樣也可以具有任意的截面。
【權(quán)利要求】
1.具有帶有敷鍍通孔(16)的半導(dǎo)體襯底(I)的構(gòu)件(15)，其中，敷鍍通孔(16)被空槽(2)圍繞，其中，該半導(dǎo)體襯底(I)在一個面上具有第一層(6)，其中，第一層(6)在第一面上覆蓋該空槽(2)，其中，該半導(dǎo)體襯底在第二面上具有第二層(10)，其中，第二層(10)在第二面上覆蓋該空槽(2)，其中，在第一層(6)上設(shè)有印制導(dǎo)線(17)，其中，該印制導(dǎo)線與敷鍍通孔(16)相連接，其特征在于，該敷鍍通孔(16)被一個環(huán)形結(jié)構(gòu)(3)圍繞，其中，該環(huán)形結(jié)構(gòu)⑶由半導(dǎo)體襯底⑴制成。
2.按權(quán)利要求1所述的構(gòu)件，其中，第一層(6)至少部分地在空槽(2)上方和/或在敷鍍通孔(16)的區(qū)域中具有柵格結(jié)構(gòu)(7，26)形式的層。
3.按權(quán)利要求1所述的構(gòu)件，其中，第一層(6)至少部分地在環(huán)形結(jié)構(gòu)(3)上方具有柵格結(jié)構(gòu)(7，26)形式的層。
4.按前述權(quán)利要求之一所述的構(gòu)件，其中，所述敷鍍通孔(16)套管狀地構(gòu)成。
5.按權(quán)利要求4所述的構(gòu)件，其中，所述敷鍍通孔被用絕緣材料(19)填充。
6.按權(quán)利要求1至4之一所述的構(gòu)件，其中，該敷鍍通孔(16)具有圓柱形的空腔。
7.按權(quán)利要求1至6之一所述的構(gòu)件，其中，該敷鍍通孔(16)在第一層(6)的區(qū)域中具有擴寬的或縮窄的直徑。
8.按前述權(quán)利要求之一所述的構(gòu)件，其中，該敷鍍通孔至少在環(huán)形結(jié)構(gòu)(3)的區(qū)域中被絕緣層(25)圍繞。
9.按前述權(quán)利要求之一 所述的構(gòu)件，其中，所述柵格結(jié)構(gòu)(6)設(shè)置在空槽(2)的上方并且與該環(huán)形結(jié)構(gòu)(3)相連接，其中，絕緣層(9)設(shè)置在該柵格結(jié)構(gòu)的上方，其中，至少部分地在該柵格結(jié)構(gòu)(6)與該絕緣層之間設(shè)置導(dǎo)電的第二柵格結(jié)構(gòu)(26)，其中，第二柵格結(jié)構(gòu)至少部分地設(shè)置在第一柵格結(jié)構(gòu)(6)上。
10.按權(quán)利要求9所述的構(gòu)件，其中，第二柵格結(jié)構(gòu)(26)與敷鍍通孔(16)導(dǎo)電地連接。
11..按權(quán)利要求9所述的構(gòu)件，其中，第二柵格結(jié)構(gòu)(26)與鍵合焊盤(18，27)導(dǎo)電連接，以及其中第二柵格層(26)與敷鍍通孔(16)電絕緣。
12.按前述權(quán)利要求之一所述的構(gòu)件，其中，一個導(dǎo)電的印制導(dǎo)線(17)被設(shè)置在第一層(6)中或上并且一個鍵合焊盤(18)與該敷鍍通孔(16)導(dǎo)電連接。
13.按前述權(quán)利要求之一所述的構(gòu)件，其中，在第二層(11)中設(shè)有一個導(dǎo)電線路(12)，其中，所述線路(12)與一個電路、尤其是半導(dǎo)體層(I)的組件或第二層(10)相連接。
14.按權(quán)利要求13所述的構(gòu)件，其中，所述線路(12)在該敷鍍通孔(16)的區(qū)域中一直通到在半導(dǎo)體襯底與第二層(10)之間的界面。
15.按前述權(quán)利要求之一所述的構(gòu)件，其中，所述環(huán)形結(jié)構(gòu)(3)具有多個敷鍍通孔(16)。
16.按權(quán)利要求15所述的構(gòu)件，其中，在所述環(huán)形結(jié)構(gòu)(3)中的敷鍍通孔(16)彼此電絕緣。
17.按權(quán)利要求15或16所述的構(gòu)件，其中，所述敷鍍通孔(16)被作為電容器和/或線圈和/或作為屏蔽元件接線。
18.按前述權(quán)利要求之一所述的構(gòu)件，其中，第二層(10)具有一個具有至少一個傳感器結(jié)構(gòu)的傳感器層。
19.按前述權(quán)利要求11至18之一所述的構(gòu)件，其中，所述印制導(dǎo)線(17)覆蓋所述空槽⑵。
20.用于制造構(gòu)件的方法，其中，提供半導(dǎo)體襯底，其中，該半導(dǎo)體襯底在一個面上具有第二層，其中，該半導(dǎo)體襯底在另一個面上設(shè)有柵格結(jié)構(gòu)，其中，穿過該柵格結(jié)構(gòu)地在相同的過程步驟中同時在半導(dǎo)體襯底中施加圓柱形空槽和圍繞該圓柱形空槽的環(huán)形空槽，使得由半導(dǎo)體襯底制成環(huán)形結(jié)構(gòu)，其中，該柵格結(jié)構(gòu)被用絕緣層覆蓋，所述絕緣層接著被在圓柱形空槽上方打開，其中，隨后將導(dǎo)電材料施加到該圓柱形空槽中，其中，沉積環(huán)形結(jié)構(gòu)的至少一個內(nèi)壁和印制導(dǎo)線的一個區(qū)域，其中，所施加的材料形成敷鍍通孔，其中，該敷鍍通孔與一個電線路導(dǎo)電連接。`
【文檔編號】H01L23/64GK103515352SQ201310421157
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年6月9日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月14日
【發(fā)明者】J·萊茵穆特, H·韋伯, T·沙里, Y·貝格曼 申請人:羅伯特·博世有限公司