[发明专利]一种具有通孔的半导体结构及其制造方法

权利要求书

1.一种具有通孔的半导体结构，其特征在于，该半导体结构包括衬底、多个环形通孔和多个实心通孔，其中：

所述衬底具有相对的第一表面和第二表面；

所述环形通孔和实心通孔嵌于所述衬底中，并沿垂直于所述第一表面和第二表面的方向贯穿所述衬底；

所述实心通孔，是由金属填充的通孔；

所述环形通孔，是由实心介质塞和环绕实心介质塞的金属环填充的通孔。

2.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述实心通孔的金属和衬底之间，以及所述环形通孔的金属环和衬底之间具有绝缘层和阻挡层，阻挡层位于绝缘层外侧。

3.根据权利要求1或2所述的半导体结构，其特征在于，所述半导体结构包括重新布线层和金属凸点，重新布线层位于衬底第一表面上，与实心通孔或环形通孔电连接，金属凸点位于重新布线层上，与重新布线层电连接。

4.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述半导体结构包括辅助晶圆，辅助晶圆键合在衬底第一表面。

5.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述衬底为裸片或衬底的第一表面和/或第二表面上具有下列结构中的一种或多种：半导体器件、电学互连层、微传感器结构、焊盘和钝化层。

6.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述衬底材料选自下列集合中的一种或几种：硅、锗、砷化镓、磷化铟、氮化镓、碳化硅、钛、钼、镍、铬、玻璃和石英。

7.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述金属材料为铜、金、银、铂、镍、钨、铝或其合金。

8.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述实心介质塞的材料选自下列集合中的一种或几种：氧化硅、氮化硅、聚酰亚胺、聚对二甲苯、聚苯并环丁烯和SU8胶。

9.根据权利要求2所述的半导体结构，其特征在于，所述绝缘层的材料选自下列集合中的一种或几种：氧化硅、氮化硅、聚酰亚胺、聚对二甲苯、聚苯并环丁烯和SU8胶；阻挡层的材料选自下列集合中的一种或几种：Ti、W、Ta、TiN和TaN。

10.一种具有硅通孔的半导体结构的制造方法，该方法包括以下步骤：

1)在所述衬底的第一表面上刻蚀出多个深孔；

2)在所述衬底的第一表面和所述深孔中形成金属层；

3)在所述衬底第一表面上粘附一干膜层，图形化所述干膜层，使干膜层在一部分深孔上形成开口；

4)向干膜层上有开口的的深孔填充金属，形成实心金属塞，去掉所述干膜；

5)向剩余深孔中填充介质，形成实心介质塞；

6)减薄所述衬底的第二表面，露出深孔的底部。

11.根据权利要求10所述的半导体结构的制造方法，其特征在于，所述刻蚀深孔的方法为：

A、在所述衬底第一表面上形成一层掩膜层，对所述掩膜层进行图形化，形成多个开口。

B、按照掩膜层上的开口对衬底进行刻蚀，刻蚀出多个深孔。

12.根据权利要求11或12所述的半导体结构的制造方法，其特征在于，在所述刻蚀出深孔后在衬底第一表面和深孔中形成绝缘层；随后在绝缘层上形成阻挡层。

13.根据权利要求10所述的半导体结构的制造方法，其特征在于，在形成实心介质塞后在所述衬底第一表面形成重新布线层和金属凸点。

14.根据权利要求10所述的半导体结构的制造方法，其特征在于，在所述衬底减薄前，将所述衬底键合到辅助晶圆上。

15.根据权利要求10所述的半导体结构的制造方法，其特征在于，刻蚀深孔的方法为深反应离子刻蚀、激光烧蚀、喷砂和湿法腐蚀中的一种或几种的组合。

16.根据权利要求10所述的半导体结构的制造方法，其特征在于，形成金属层的方法包括蒸发、溅射、电镀、化学镀和化学气相沉积中的一种或几种的组合。

17.根据权利要求10所述的半导体结构的制造方法，其特征在于，填充金属的方法包括蒸发、溅射、电镀、化学镀和化学气相沉积中一种或几种的组合；填充介质的方法为旋涂、喷胶或气相沉积。