[发明专利]半导体器件以及制备方法

说明书

本申请提供了一种半导体器件及其制备方法，所述制备方法包括：提供设置有多个导电硅通孔的晶圆，其中，所述晶圆包括相背设置的正面和背面，所述硅通孔自所述正面向所述背面延伸，且非贯通所述背面，所述硅通孔朝向所述背面一侧设置有第一绝缘层；使所述晶圆的所述正面朝下，研磨所述晶圆的所述背面，以使所述第一绝缘层露出；去除所述第一绝缘层。通过上述方式，本申请能够简化硅通孔背面暴露工艺流程。

技术领域

本申请属于半导体技术领域，具体涉及一种半导体器件及其制备方法。

背景技术

目前在半导体器件制备以及晶圆封装过程中通常选用硅通孔TSV来实现垂直方向上相互堆叠的元器件之间电连接。而在硅通孔的背面暴露(BVR，backside via reveal)工艺中，要求硅通孔中金属柱的整体厚度变化量小于2微米，以满足后续键合以及堆叠的需要。

目前硅通孔的背面暴露工艺过程一般为：使晶圆的背面朝上，采用研磨工艺将晶圆的背面减薄至距离硅通孔10至20微米左右，此时硅通孔未从晶圆的背面露出；采用化学抛光工艺将晶圆的背面继续减薄至距离硅通孔3至7微米左右，此时硅通孔仍未从晶圆的背面露出；采用干法蚀刻工艺将晶圆背面进行蚀刻而不对硅通孔进行蚀刻，以使得硅通孔从晶圆的背面露出3至7微米左右；采用化学气相沉积工艺沉积氮化硅和/或氧化硅，且沉积的氮化硅和/或氧化硅覆盖硅通孔；采用化学抛光工艺去除硅通孔顶部的部分氮化硅和/或氧化硅。

从上述工艺过程可以看出，现有的硅通孔背面暴露工艺较为复杂；且需要利用到化学抛光设备、化学气相沉积设备、干法蚀刻设备等多台设备，上述多台设备的总价值约1亿人民币，设备总价较高。

发明内容

本申请提供了一种半导体器件及其制备方法，以简化硅通孔背面暴露工艺流程。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种半导体器件的制备方法，包括：提供设置有多个导电硅通孔的晶圆，其中，所述晶圆包括相背设置的正面和背面，所述硅通孔自所述正面向所述背面延伸，且非贯通所述背面，所述硅通孔朝向所述背面一侧设置有第一绝缘层；使所述晶圆的所述正面朝下，研磨所述晶圆的所述背面，以使所述第一绝缘层露出；去除所述第一绝缘层。

其中，所述去除所述第一绝缘层之前，还包括：在所述晶圆的所述背面以及露出的所述第一绝缘层上形成第二绝缘层；所述去除所述第一绝缘层包括：去除所述硅通孔位置处的所述第二绝缘层和所述第一绝缘层。

其中，所述第一绝缘层与所述第二绝缘层的材质相同，所述去除所述硅通孔位置处的所述第二绝缘层和所述第一绝缘层，包括：利用同一去除工艺去除所述硅通孔位置处的所述第二绝缘层和所述第一绝缘层。

其中，所述第一绝缘层和所述第二绝缘层的材质不同，所述去除所述硅通孔位置处的所述第二绝缘层和所述第一绝缘层，包括：利用第一去除工艺在所述第二绝缘层上形成第一开口，所述第一开口的位置与所述硅通孔的位置对应，且所述第一开口的尺寸大于所述硅通孔的尺寸；利用第二去除工艺去除所述第一开口位置处的所述第一绝缘层。

其中，所述提供设置有多个导电硅通孔的晶圆，包括：在所述晶圆的所述正面形成非贯通的多个凹槽；在所述凹槽的底部形成所述第一绝缘层；在所述凹槽内形成溅射金属层；在所述溅射金属层上形成金属柱，所述金属柱填充满所述凹槽，且与所述晶圆的所述正面齐平，其中，所述溅射金属层和所述金属柱形成所述硅通孔。

其中，在研磨所述晶圆的所述背面之前，所述第一绝缘层的厚度为5-10微米。

其中，所述使所述晶圆的所述正面朝下，研磨所述晶圆的所述背面，以使所述第一绝缘层露出，包括：使所述晶圆的所述正面朝下，研磨所述晶圆的背面，直至所述第一绝缘层刚露出；或，使所述晶圆的所述正面朝下，研磨所述晶圆的背面，直至研磨掉部分所述第一绝缘层。