[发明专利]一种半导体变容器及其制造方法

权利要求书

1.一种半导体变容器，包括：

一半导体衬底，具有相对的第一表面和第二表面，该衬底上含有第一高掺杂区和第二高掺杂区；

一深孔，开设于该衬底上的非第一高掺杂区和第二高掺杂区处，为盲孔或通孔，其一孔口位于该衬底的第一表面上，若为通孔，则其另一孔口位于所述衬底的第二表面上；该深孔内填充有第一导电材料；

一绝缘层，介于该深孔的内壁与该第一导电材料之间；

一介质层，位于该衬底的第一表面上，水平方向上介于该第一高掺杂区与该绝缘层之间并邻接，在该介质层上设有作为控制电极的第二导电材料；

一介电层，位于该衬底的第一表面所在侧的上方并覆盖整个该衬底；

若干接触通路孔，贯穿于该介电层，填充有第三导电材料，用于连接外部器件。

2.如权利要求1所述的半导体变容器，其特征在于，所述衬底具有第一导电类型的掺杂；所述第一高掺杂区具有与所述衬底相反导电类型的高浓度掺杂，所述第二高掺杂区具有与所述衬底相同导电类型的高浓度掺杂。

3.如权利要求1所述的半导体变容器，其特征在于，所述接触通路孔至少为4个，分别连接所述第一高掺杂区、第二高掺杂区、第一导电材料、第二导电材料。

4.如权利要求1所述的半导体变容器，其特征在于，所述衬底为裸片，或者其第一表面和/或第二表面上具有半导体器件、电学互连层、微传感器结构、焊盘、钝化层中的一种或几种。

5.如权利要求1所述的半导体变容器，其特征在于，所述衬底的第一表面和/或第二表面上具有重新布线层和金属凸点，所述金属凸点位于重新布线层上与重新布线层相连，二者提供三维芯片堆叠所需的电连接。

6.如权利要求1所述的半导体变容器，其特征在于，所述第一导电材料和绝缘层之间具有一粘附层和一阻挡层，该粘附层和阻挡层的材料包括钛、钨、钽、氮化钛中的一种或几种。

7.如权利要求1所述的半导体变容器，其特征在于，所述衬底的材料包括硅、锗、硅锗合金、硅碳合金、硅锗碳合金、砷化镓、砷化铟、磷化铟、III-V族半导体材料、II-IV族半导体材料、有机半导体材料中的一种或几种；所述介质层的材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、高分子化合物介质材料中的一种或几种；所述绝缘层的材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、聚酰亚胺、聚对二甲苯、聚苯并环丁烯中的一种或几种；所述第一导电材料、第二导电材料、第三导电材料包括铜、金、银、铂、镍、钨、铝、多晶硅、碳纳米管中的一种或几种。

8.一种权利要求1所述的半导体变容器的制造方法，包括以下步骤：

在半导体衬底的第一表面内形成与该衬底的导电类型相反的第一高掺杂区和相同的第二高掺杂区；

在该衬底的第一表面制作深孔，该深孔为盲孔；

在该深孔的侧壁和底部制作绝缘层，再向该深孔内填充第一导电材料，其后去除该衬底的第一表面上多余的第一导电材料和绝缘层；

在该衬底的第一表面的介于该绝缘层与该第一高掺杂区之间制作介质层和位于该介质层上的第二导电材料；

在该衬底的第一表面所在侧制作覆盖整个该衬底的介电层，并形成若干接触通路孔，该接触通路孔内填充有第三导电材料；

若该深孔为通孔，则减薄该衬底的第二表面，露出该深孔的底部的第一导电材料。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，制作所述深孔的方法为腐蚀、刻蚀、激光烧蚀、喷砂中的一种或几种；制作所述绝缘层的方法为热氧化、气相沉积、旋涂、喷胶中的一种或几种；填充所述第一导电材料的方法为蒸发、溅射、电镀、化学镀和化学气相沉积中一种或几种，填充形式为完全实心填充、保形中空填充或不规则填充。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，减薄所述衬底的第二表面前，将所述衬底键合到一辅助晶圆上。