[实用新型]硅穿孔结构及半导体器件

说明书

本实用新型提供了一种硅穿孔结构及半导体器件。硅穿孔结构包括：芯片层；形成在芯片层底部的金属垫；穿过芯片层并与金属垫相连接的插塞；形成在芯片层顶部上并与插塞相连接的金属图案；以及同轴气腔套，围绕插塞贯穿芯片层的部分，同轴气腔套具有轴向空隙，轴向空隙的长度大于等于芯片层的厚度。因此，同轴气腔套中的轴向空隙均匀，从而有效的控制了寄生电容，由此获得的器件，性能得以提高。

技术领域

本实用新型涉及半导体集成电路的技术领域，特别涉及一种硅穿孔结构及半导体器件。

背景技术

通孔，例如硅通孔(Through-Silicon-Via,TSV)是一种集成电路中的贯穿芯片的电连接，可以将信号从芯片的一面传导至芯片的另一面，并通过结合芯片堆叠技术，实现多层芯片的三维集成。

与传统的引线键合技术相比，使用穿透通孔可以有效缩短芯片间互连线的长度，从而提高电子系统的信号传输性能和工作频率，是未来半导体技术发展的重要方向，而如何形成穿透通孔，是实现多层芯片三维集成的核心。

但是，硅穿孔结构会产生寄生电容。例如专利文件EP2408006A3尝试改善这一缺陷，但制备复杂，可行性不高，并且形成的轴向空隙不均匀，对寄生电容的改善有限。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种硅穿孔结构，更好的降低寄生电容。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种硅穿孔结构，包括：

芯片层；

形成在所述芯片层底部的金属垫；

穿过所述芯片层并与所述金属垫相连接的插塞；

形成在所述芯片层顶部上并与所述插塞相连接的金属图案；以及

同轴气腔套，围绕所述插塞贯穿所述芯片层的部分，所述同轴气腔套具有轴向空隙，所述轴向空隙的长度大于等于所述芯片层的厚度。

可选的，对于所述的硅穿孔结构，所述轴向空隙的宽度为0.1μm～5μm。

可选的，对于所述的硅穿孔结构，所述同轴气腔套形成在所述金属垫上，包括第一隔离层、第二隔离层和第三隔离层，所述第一隔离层相比所述第二隔离层远离所述插塞，所述第一隔离层和所述第二隔离层在底部连接，所述第三隔离层搭接所述第一隔离层的顶部和所述第二隔离层的顶部。

可选的，对于所述的硅穿孔结构，所述第一隔离层在所述插塞相对两侧之间的距离为1μm～10μm。

本实用新型还提供一种半导体器件，包括如上所述的硅穿孔结构。

本实用新型中，硅穿孔结构包括：芯片层；形成在芯片层底部的金属垫；穿过芯片层并与金属垫相连接的插塞；形成在芯片层顶部上并与插塞相连接的金属图案；以及同轴气腔套，围绕插塞贯穿芯片层的部分，同轴气腔套具有轴向空隙，轴向空隙的长度大于等于芯片层的厚度。因此，同轴气腔套中的轴向空隙均匀，从而有效的控制了寄生电容，由此获得的器件，性能得以提高。

附图说明

图1为本实用新型实施例一中的硅穿孔结构的形成方法的流程示意图；

图2为本实用新型实施例一中的硅穿孔结构的形成方法在提供前端结构的示意图；

图3为本实用新型实施例一中的硅穿孔结构的形成方法在形成第一通孔时的示意图；

图4为本实用新型实施例一中的硅穿孔结构的形成方法在形成第一隔离层时示意图；

图5为本实用新型实施例一中的硅穿孔结构的形成方法在形成牺牲层时的示意图；

图6-图7为本实用新型实施例一中的硅穿孔结构的形成方法在形成第三通孔时的示意图；