[发明专利]抵消硅穿孔所引发基板应力的结构及方法

权利要求书

1.一种方法，包括：

形成具有基板穿孔(TSV)的结构以及邻近该基板穿孔的减少的装置排除区域(KOZ)，该形成包括：

设置该基板穿孔在该结构的基板内，以及

设置应力补偿层在被选择并配置成提供所需的补偿应力的该基板之上，以减低由于在该基板内存在有该基板穿孔所引起的在该基板内的应力。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，设置该应力补偿层包括选择该应力补偿层，以提供该所需的补偿应力，以实质上抵消由于在该基板内存在有该基板穿孔所引起的在该基板内的应力。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，该应力补偿层被选择并配置成减少由于该基板与该基板穿孔之间的热膨胀系数不匹配所引起的在该基板内的热引发应力。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，该形成还包括退火该结构，以及其中，于后退火，该应力补偿层以较快于该基板的速率收缩，在该基板内提供热引发压缩应力，其在该基板内邻近该基板穿孔处补偿热引发拉伸应力。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，该基板包括半导体材料，以及该应力补偿层的热膨胀系数比该半导体材料的热膨胀系数大N倍，其中，N≧2。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，该应力补偿层的热膨胀系数和该半导体材料的弹性模数的乘积比该半导体材料的热膨胀系数和该应力补偿层的弹性模数的乘积大至少1.5倍。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，该应力补偿层的该弹性模数小于200MPa。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，该应力补偿层包括氮掺杂以及氢掺杂的碳化硅，Si_wC_xN_yH_z，其中，w+x+y+z＝1.0，该半导体材料包括硅，以及该基板穿孔包括铜。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，该所需的补偿应力在该基板内的热引发压缩应力，其实质上抵消由于在该基板内存在有该基板穿孔所产生的该基板内的热引发拉伸应变。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，该形成还包括抛光该结构，以及停止该抛光在该应力补偿层上，其中，该应力补偿层为用于该结构的该抛光的蚀刻停止层。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，该形成还包括退火该结构，以及其中，于后退火，该应力补偿层以较快于该基板的速率收缩，在该基板内提供该所需的补偿应力作为压缩应力，其补偿在该基板内邻近该基板穿孔处的拉伸应力。

12.一种结构，包括：

基板；

基板穿孔(TSV)，其延伸通过该基板；

装置，其配置在邻近该基板穿孔且不具有配置在该基板穿孔与该装置之间的热应力需求和排除区域；以及

应力补偿层，在该基板之上，该应力补偿层提供所需的补偿应力，以抵消在该基板中邻近该基板穿孔处的热引发应力，以及藉此消除对于该基板穿孔与该装置之间该热应力需求和排除区域的需要。

13.根据权利要求12所述的结构，其中，该装置是配置在距离该基板穿孔大约一至五微米之内。

14.根据权利要求12所述的结构，其中，延伸通过该基板的该基板穿孔具有从45°至90°的范围内的上方进入角度。

15.根据权利要求12所述的结构，其中，该基板包括半导体材料，以及该应力补偿层的热膨胀系数比该半导体材料的热膨胀系数大N倍，其中，N≧2。

16.根据权利要求15所述的结构，其中，该应力补偿层的热膨胀系数和该半导体材料的弹性模数的乘积比该半导体材料的热膨胀系数和该应力补偿层的弹性模数的乘积大至少1.5倍。

17.根据权利要求16所述的结构，其中，该应力补偿层的弹性模数小于200MPa。

18.根据权利要求17所述的结构，其中，该应力补偿层包括氮掺杂以及氢掺杂的碳化硅，Si_wC_xN_yH_z，其中，w+x+y+z＝1.0，该半导体材料包括硅，以及该基板穿孔包括铜。