[发明专利]生物传感器芯片及其制造方法

权利要求书

1.一种形成生物传感器芯片的方法，包括：

在半导体晶片中形成半导体部件；

在覆盖所述半导体部件的电介质层(200)中形成填充导电连接区域(204a，204b)，所述填充导电连接区域(204a，204b)与所述半导体部件电接触，并至少包括键合焊盘连接区域(204a)和检测电极连接区域(204b)；

在所述电介质层上形成第一覆层(206)，以及在所述第一覆层中形成至少一个与检测电极连接区域(204b)接触的填充导电连接通孔(208)，其中在所述至少一个键合焊盘连接区域(204a)上不形成连接通孔；

在第一覆层(206)上形成第二覆层(222)；

在第二覆层中形成至少一个通孔(203)，所述通孔与所述第一覆层(206)中的所述至少一个填充导电连接通孔(208)对准；

在第二覆层中形成键合焊盘开口(232)，该开口在键合焊盘连接区域(204a)上方并向下延伸到电介质层(200)；

在所得结构的顶部上方形成扩散阻挡层(240，242)，所述扩散阻挡层完全填满所述第二覆层中的所述至少一个通孔(230)；

在所得结构的顶部上方设置键合焊盘连接层(250)，所述连接层填满衬有所述扩散阻挡层的键合焊盘开口(232)；以及

对所得结构向下平坦化到第二覆层(222)。

2.如权利要求1所述的方法，其中使用相同的掩模在第一覆层中形成所述至少一个填充导电连接通孔(208)以及在第二覆层中形成所述至少一个通孔(230)。

3.如前述权利要求任一项所述的方法，其中形成第一覆层(206)进一步包括在第一覆层(206)下方形成刻蚀停止层(212)，以及形成第二覆层(222)进一步包括在第二覆层(222)下方形成刻蚀停止层(220)。

4.如前述权利要求任一项所述的方法，其中形成扩散阻挡层包括：形成氮化钽层，该氮化钽层填充第二覆层中的所述至少一个通孔(230)，以及在氮化钽层上形成钽层，其中氮化钽层比钽层厚。

5.如权利要求4所述的方法，其中平坦化操作从检测电极连接区域上去除键合焊盘连接层和钽层。

6.如前述权利要求任一项所述的方法，其中所述刻蚀停止层或每个刻蚀停止层(212，220)包括氮化硅、碳化硅或二者的结合。

7.如前述权利要求任一项所述的方法，其中所述第一和第二覆层(207，222)包括氧化层。

8.如前述权利要求任一项所述的方法，其中第二覆层(222)包括氧化硅和氮化硅的堆叠。

9.如前述权利要求任一项所述的方法，其中电介质层(200)中的填充导电连接区域(204a，204b)和第一覆层中的填充导电连接通孔(208)分别用铜填充。

10.如前述权利要求任一项所述的方法，其中第二覆层(222)比第一覆层(207)薄，以及形成在第二覆层中的通孔(230)具有小于1.5的深度∶宽度纵横比。

11.如前述权利要求任一项所述的方法，其中平坦化操作包括铜化学机械抛光工艺，并且该工艺用于去除向下直到第二覆层(222)表面的阻挡层材料。

12.一种生物传感器芯片，包括：

形成在半导体晶片中的半导体部件；

覆盖所述半导体部件的电介质层(200)中的填充导电连接区域(204a，204b)，所述填充导电连接区域(204a，204b)与所述半导体部件电接触，并至少包括键合焊盘连接区域(204a)和检测电极连接区域(204b)；

电介质层上的第一覆层(206)，该第一覆层中具有至少一个与检测电极连接区域(204b)接触的填充导电连接通孔(208)；

第一覆层(206)上的第二覆层(222)，该第二覆层具有至少一个通孔(230)，所述至少一个通孔(230)与第一覆层(206)中所述至少一个填充导电连接通孔(208)对准，以及该第二覆层具有在键合焊盘连接区域(204a)上方并向下延伸到电介质层(200)的键合焊盘开口(232)；

其中，键合焊盘开口(232)衬有扩散阻挡层(204，242)，并且在扩散阻挡层上填充有导体，所述扩散阻挡层包括氮化钽层以及在该氮化钽层上的钽层，其中，所述氮化钽层比钽层厚，以及其中第二覆层(222)的所述至少一个通孔(230)完全被氮化钽填充。