[发明专利]半导体装置、制造半导体装置的方法及微电子器件封装

说明书

本发明提出一种半导体装置，其包括：基板，其由半导体材料制成并具有相反的第一表面和第二表面，用于布置有源器件的有源器件区域位于基板的第一表面处；导电过孔，其从第一表面向第二表面延伸并至少部分地穿过基板，导电过孔与有源器件区域间隔开，导电过孔中填充有导电材料，其中，至少部分地围绕导电过孔的第一沟槽和第二沟槽彼此间隔开地设置在第一表面处，使得在第一表面上从导电过孔的中心向有源器件区域延伸的至少一条直线依次经过第一沟槽和第二沟槽，其中，与半导体材料相比刚性更大的材料填充在第一沟槽和第二沟槽中。本发明还涉及一种制造半导体装置的方法及一种微电子器件封装。借助于本发明，能够减少由导电过孔引入的应力的影响。

技术领域

本发明涉及一种半导体装置、一种制造半导体装置的方法以及一种微电子器件封装。

背景技术

随着半导体技术的发展，由于电子器件小型化和多功能的需求，集成电路的集成度越来越高。为了突破集成电路发展的现有的物理局限和材料局限，三维集成技术成为重要的方向，它可以有效满足电子器件的高频高速、多功能、高性能、低功耗、小体积和高可靠性的要求。

导电过孔是通过在芯片或晶圆中制作垂直孔以实现导电连接的技术。导电过孔可提供短的垂直互连路径从而大幅度地降低全局互连路径的长度，提高信号传输的带宽与速度，降低电路延迟和功耗。

导电过孔的制造工艺较复杂，可包括刻蚀、绝缘层/阻挡层/种子层沉积、孔填充等。上述步骤例如刻蚀、孔填充以及后续的热处理等都可能使导电过孔的周围区域受到应力的影响而导致对导电过孔的使用寿命以及邻近导电过孔的器件的正常工作带来不利影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改进的半导体装置，使得能够减少由制造导电过孔的过程引入的应力的影响。

根据本发明的第一方面，提供了一种半导体装置，其包括：基板，其由半导体材料制成并具有相反的第一表面和第二表面，其中，用于布置有源器件的有源器件区域位于基板的第一表面处；导电过孔，其从第一表面向第二表面延伸并至少部分地穿过基板，导电过孔与有源器件区域间隔开，其中，导电过孔中填充有导电材料，其中，至少部分地围绕导电过孔的第一沟槽和第二沟槽彼此间隔开地设置在第一表面处，使得在第一表面上从导电过孔的中心向有源器件区域延伸的至少一条直线依次经过第一沟槽和第二沟槽，其中，与半导体材料相比刚性更大的材料填充在第一沟槽和第二沟槽中。

根据本发明的一个可选实施例，填充在第一沟槽和/或第二沟槽中的材料为电介质材料。

根据本发明的一个可选实施例，在第一表面上从导电过孔的中心沿向有源器件区域延伸的任意方向均经过第一沟槽和第二沟槽。

根据本发明的一个可选实施例，第一沟槽和/或第二沟槽形成绕导电过孔闭合的形状。

根据本发明的一个可选实施例，第一沟槽至少部分地邻接导电过孔；和/或第二沟槽至少部分地邻接有源器件区域。

根据本发明的一个可选实施例，第一沟槽和第二沟槽的与第一表面共面的截面形状的形心可彼此重叠。

根据本发明的一个可选实施例，第一沟槽和/或第二沟槽的与第一表面共面的截面形状的形心可与导电过孔的与第一表面共面的截面形状的形心重叠。

根据本发明的一个可选实施例，基板由硅制成；和/或第一沟槽和/或第二沟槽中填充的材料为氧化物。

根据本发明的第二方面，提供了一种制造根据本发明的半导体装置的方法，其中，所述方法包括以下步骤：在第一表面处设置至少部分地围绕导电过孔的彼此间隔开的第一沟槽和第二沟槽，使得在第一表面上从导电过孔的中心向有源器件区域延伸的至少一条直线依次经过第一沟槽和第二沟槽；以及将与构成基板的半导体材料相比刚性更大的材料填充在第一沟槽和第二沟槽中。