[发明专利]一种多功能TSV结构及其制备方法有效

申请号：	202010754764.5	申请日：	2020-07-31
公开（公告）号：	CN112018071B	公开（公告）日：	2022-04-12
发明（设计）人：	朱宝;陈琳;孙清清;张卫	申请（专利权）人：	复旦大学;上海集成电路制造创新中心有限公司
主分类号：	H01L23/522	分类号：	H01L23/522;H01L23/528;H01L21/768
代理公司：	北京得信知识产权代理有限公司 11511	代理人：	孟海娟
地址：	200433 ***	国省代码：	上海;31
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摘要：
搜索关键词：	一种多功能 tsv 结构及其制备方法
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【权利要求书】：

1.一种多功能TSV结构，其特征在于，

包括：

硅衬底(200)；

贯通硅衬底(200)的TSV；

高密度电容器，由硅衬底(200)、绝缘介质(201)和顶部金属电极(202)构成，其中，所述绝缘介质(201)覆盖所述TSV的上表面和侧壁，所述顶部金属电极(202)覆盖所述绝缘介质(201)表面；

第一隔离介质(203)和第二隔离介质(213)，其中，所述第一隔离介质(203)覆盖所述顶部金属电极(202)表面；所述第二隔离介质(213)覆盖所述硅衬底(200)、所述绝缘介质(201)、所述顶部金属电极(202)以及所述第一隔离介质(203)的下表面；其中，所述第一隔离介质(203)在一侧形成第一开口，使部分所述顶部金属电极(202)露出，所述绝缘介质(201)、所述顶部金属电极(202)和所述第一隔离介质(203)在另一侧形成第二开口，使部分所述硅衬底(200)露出；

TSV互连结构，包括铜扩散阻挡层(204)、铜籽晶层(205)以及铜金属层(206)，用于垂直互连上下芯片，其中，所述铜扩散阻挡层(204)形成在所述TSV的侧壁；所述铜籽晶层(205)覆盖所述铜扩散阻挡层(204)表面；所述铜金属层(206)覆盖所述铜扩散阻挡层(204)表面，并完全填充所述TSV；

高密度电容器的顶部金属接触，包括粘附层(207)、第二籽晶层(208)和金属接触凸点(210)，形成在所述第一开口处，与所述顶部金属电极(202)相接触；

高密度电容器的底部金属接触，包括粘附层(207)、第二籽晶层(208)和金属接触凸点(211)，形成在所述第二开口处，与所述硅衬底(200)相接触；

TSV互连结构的顶部金属接触，包括粘附层(207)、籽晶层(208)和金属接触凸点(212)，覆盖所述TSV互连结构的上表面；

TSV互连结构的底部金属接触，包括粘附层(214)、籽晶层(215)和金属接触凸点(216)，覆盖所述TSV互连结构的下表面。

2.根据权利要求1所述的多功能TSV结构，其特征在于，

所述绝缘介质是Al₂O₃、ZrO₂、TiO₂、HfO₂、La₂O₃、HfZrO、HfAlO、HfTiO中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的多功能TSV结构，其特征在于，

所述顶部金属电极是TaN、TiN、WN、MoN、Ni和Ru的至少一种。

4.根据权利要求1所述的多功能TSV结构，其特征在于，

所述第一隔离介质、所述第二隔离介质是SiO₂、Si₃N₄、SiON、SiCOH、SiCOFH中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的多功能TSV结构，其特征在于，

所述铜扩散阻挡层为TiN、TaN、ZrN、TiWN、MnSiO₃中的至少一种。