[发明专利]半导体器件及其制造方法

说明书

在制造半导体器件的方法中，对衬底实施热处理，从而在衬底的上层中形成无缺陷层，其中衬底的剩余层是块状层。块状层中的缺陷的密度等于或大于1×10⁸cm^‑3，其中缺陷是块状微缺陷。在无缺陷层上方形成电子器件。在无缺陷层中形成开口，使得开口不到达块状层。用导电材料填充开口，从而形成通孔。去除块状层，使得暴露通孔的底部。无缺陷层中的缺陷的密度小于100cm^‑3。本发明的实施例还涉及半导体器件。

技术领域

本发明通常涉及半导体器件，并且更具体地，涉及具有硅通孔的半导体器件及其制造方法。

背景技术

通过首先至少部分地在半导体晶圆(例如，Si衬底)中形成开口，并在开口中形成导电材料来在半导体晶圆中形成硅通孔(TSV)。TSV电连接形成在衬底的正面上的电子器件(例如，晶体管)和形成在衬底的后(背)面处的端子。

发明内容

本发明的实施例提供了一种制造半导体器件的方法，包括：对衬底实施热处理，从而在所述衬底的上层中形成无缺陷层，所述衬底的剩余层为块状层，所述块状层包含作为缺陷的块状微缺陷并且所述块状层中的缺陷的密度等于或大于1×10⁸cm^-3；在所述无缺陷层上方形成电子器件；在所述无缺陷层中形成开口，使得所述开口不到达所述块状层；用导电材料填充所述开口，从而形成通孔；以及去除所述块状层，使得暴露所述通孔的底部，其中，所述无缺陷层中的缺陷的密度小于100cm^-3。

本发明的另一实施例提供了一种制造半导体器件的方法，包括：在具有无缺陷层和块状层的衬底上方形成电子器件，所述块状层包含作为缺陷的块状微缺陷并且所述块状层中的缺陷的密度等于或大于1×10⁸cm^-3；在所述无缺陷层中形成开口，使得所述开口不到达所述块状层；用导电材料填充所述开口，从而形成通孔；以及去除所述块状层，使得暴露所述通孔的底部，其中，所述无缺陷层中的缺陷的密度小于100cm^-3。

本发明的又一实施例提供了一种半导体器件，包括：第一衬底，具有第一电子器件和电连接至所述第一电子器件的连接端子；以及第二衬底，具有第二电子器件和穿过所述第二衬底并且电连接至所述第二电子器件的通孔，其中：所述第一衬底附接至所述第二衬底，使得所述连接端子与所述通孔接触，所述通孔被所述第二衬底的无缺陷层围绕，所述无缺陷层中的缺陷的密度小于100cm^-3，以及所述缺陷是块状微缺陷。

附图说明

当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳地理解本发明的各个方面。应该注意，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各种部件的尺寸可以被任意增大或减小。

图1示出了根据本发明的一个实施例示出的用于硅通孔(TSV)结构的制造工艺的一个阶段的示例性截面图。

图2示出了根据本发明的一个实施例示出的用于硅通孔(TSV)结构的制造工艺的一个阶段的示例性截面图。

图3示出了根据本发明的一个实施例示出的用于硅通孔(TSV)结构的制造工艺的一个阶段的示例性截面图。

图4示出了根据本发明的一个实施例示出的用于硅通孔(TSV)结构的制造工艺的一个阶段的示例性截面图。

图5示出了根据本发明的一个实施例示出的用于硅通孔(TSV)结构的制造工艺的一个阶段的示例性截面图。

图6示出了根据本发明的一个实施例示出的用于硅通孔(TSV)结构的制造工艺的一个阶段的示例性截面图。

图7示出了根据本发明的一个实施例示出的用于硅通孔(TSV)结构的制造工艺的一个阶段的示例性截面图。