[发明专利]电子器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子器件及其制造方法。

背景技术

近年来，提出了在硅基板等半导体基板上设置多个贯通电极的TSV(Through-Silicon-Via，硅通孔)技术。采用TSV技术，能够将大量的功能集中到较小的占有面积中，并且，能够大大缩短元件彼此的重要电气路径，因此，带来处理的高速化。

应用TSV技术的情况下，必须使贯通电极与硅基板电绝缘。作为电绝缘的方式，日本特开2008-251964号公报中公开了以下技术，即：设置贯通硅基板的环状分离槽以使得隔开间隔地包围贯通硅基板的贯通电极，在分离槽的底面及侧面上直接形成硅膜，然后在硅膜上形成绝缘膜以填埋残留在分离槽内的间隙，并对与分离槽的内周侧面及外周侧面分别相接的硅膜的表面进行热氧化，而形成硅热氧化膜。

但是，在以隔开间隔地包围贯通硅基板的贯通电极的方式来设置环状的绝缘分离槽的结构中，由于不得不导致贯通电极间的距离增大，因此，对贯通电极的高密度分布、电子器件的更进一步的高性能化高功能化产生限制。

并且，有必要进行：在分离槽的底面及侧面上直接形成硅膜的工序、在硅膜形成后在硅膜上形成绝缘膜以填埋残留在分离槽内的间隙的工序、以及对硅膜的表面进行热氧化的工序，从而不得不导致工序复杂且冗长。在通过TSV技术替换以往的平面配置技术时，在工业的批量生产上受到重视的是成本和性能，在上述现有技术中，不能充分适应这一需求。

并且，在上述现有技术中，由于欲将分离槽通过膜来填满，因此，不得不使分离槽的槽宽度为例如2μm左右的极小的值，若考虑晶片的通常厚度，则分离槽的纵横(aspect)比变为100～200。因此，对分离槽的硅膜形成工序变得困难。

在需要应用TSV技术的电子器件中，从处理及传送速度的高速化等观点来看，由于高频化，因此需要极力抑制通过贯通电极的高频电流的泄漏，即，需要改善高频特性。

TSV技术能够广泛应用于传感器模块、光电模块、单极晶体管、MOSFET、CMOS FET、存储器单元、或者它们的集成电路部件(IC)、或各种规模的LSI、发光二极管、太阳能电池等以半导体基板为功能要素的电子器件，但无论在何种情况下都存在上述问题。另外，作为相关现有技术文献，有日本特开2000-311982号公报、日本特开2004-095849号公报、日本特开2009-277927号公报、日本特开2006-024653号公报、日本特开2006-049557号公报、日本特开平10-215044号公报、日本特开2008-47895号公报。

发明内容

本发明的课题在于，提供一种高性能及高功能、且高频特性优良的电子器件及其制造方法。

本发明的另一课题在于，提供一种有效降低成本的具有绝缘结构的电子器件及其制造方法。

为解决上述课题，本发明的电子器件，包含半导体基板、绝缘物填充层和纵导体。上述半导体基板具有在其厚度方向上延伸的纵孔。上述绝缘物填充层是向上述纵孔内进行填充以覆盖该纵孔内周面而形成的环状层，具有：有机绝缘物或以玻璃为主成分的无机绝缘物；和纳米复合材料结构的陶瓷。上述纳米复合材料结构的陶瓷的常温电阻率超过10¹⁴Ω·cm，相对介电常数在4～9的范围内。上述纵导体由填充到被上述绝缘物填充层所包围的区域内的凝固金属体而成。

如上所述，在本发明的电子器件中，半导体基板具有在其厚度方向上延伸的纵孔，绝缘物填充层是向纵孔内进行填充以覆盖其内周面而成的环状层，纵导体被填充到绝缘物填充层所包围的区域内，因此，贯通电极等所代表的纵导体通过环状的绝缘物填充层而与邻接的其他纵导体电绝缘。

并且，通过将以玻璃为主成分的无机绝缘物、或有机绝缘物填充到纵孔内而形成绝缘物填充层，通过向由绝缘物填充层所包围的区域内填充的导体而形成纵导体，因此，与设置环状绝缘分离槽以隔开间隔地包围贯通电极的以往结构不同，纵导体及绝缘物填充层被集中到纵孔的内部。因此，纵导体及绝缘物填充层的占有面积变小，邻接的纵导体间间距距离缩小。结果，纵导体的分布密度提高，从而能够实现高性能及高功能的电子器件。

绝缘物填充层通过向纵孔内进行填充而成，纵导体由填充到被绝缘物填充层所包围的区域内的导体而成，两者都能够通过向纵孔的内部进行填充这样的简单且低价的工序来实现。所谓“填充”，是指“塞入使充满”，与溅射等成膜方法不同。