[发明专利]一种硅通孔互联的空腔结构及其形成方法

权利要求书

1.一种硅通孔互联的空腔结构的形成方法，其特征在于，包括：

提供第一硅晶圆，所述第一硅晶圆正面带有器件层；

在第一硅晶圆的器件层上沉积第一介质层，并在所述第一介质层上刻蚀形成TDV；

在所述TDV上沉积第二介质层，以使所述TDV开口封闭且内部中空；

在封口后的所述第一硅晶圆正面进行RDL，形成布线层；

将第一硅晶圆与第二硅晶圆键合并减薄，所述第二硅晶圆为也具有布线层的硅晶圆，所述第一硅晶圆的布线层与所述第二硅晶圆的布线层相对设置；

在键合后的所述第一硅晶圆的背面进行刻蚀，使得所述TDV再次开口连通，且被刻蚀后的TDV底部停留在第一停留层上，从而得到空腔结构。

2.如权利要求1所述的一种硅通孔互联的空腔结构的形成方法，其特征在于，所述第一停留层为所述第一硅晶圆中布线层的氮化硅薄膜。

3.如权利要求2所述的一种硅通孔互联的空腔结构的形成方法，其特征在于，所述第二介质层的厚度为0.5μm-50μm。

4.如权利要求1所述的一种硅通孔互联的空腔结构的形成方法，其特征在于，得到所述空腔结构后，在所述空腔结构的侧壁上沉积第三介质层，并在所述第一硅晶圆背面继续进行刻蚀，以使所述空腔结构底部停留在第二停留层上。

5.如权利要求4所述的一种硅通孔互联的空腔结构的形成方法，其特征在于，所述第二停留层为所述第一硅晶圆中布线层的金属层。

6.如权利要求4所述的一种硅通孔互联的空腔结构的形成方法，其特征在于，在所述空腔结构中依次沉积出阻挡层和种子层，并填充所述空腔结构，得到TSV结构。

7.如权利要求1所述的一种硅通孔互联的空腔结构的形成方法，其特征在于，所述TDV宽度尺寸为1μm-100μm。

8.如权利要求7所述的一种硅通孔互联的空腔结构的形成方法，其特征在于，所述TDV的深度尺寸为2μm-200μm。

9.如权利要求8所述的一种硅通孔互联的空腔结构的形成方法，其特征在于，所述TDV的深宽比值位于1:1至10:1之间。

10.如权利要求1所述的一种硅通孔互联的空腔结构的形成方法，其特征在于，对所述第一硅晶圆进行RDL前，还将封口后的所述第一硅晶圆表面进行平坦化处理，以使所述第二介质层与所述第一介质层平齐。

11.如权利要求10所述的一种硅通孔互联的空腔结构的形成方法，其特征在于，所述平坦化处理包括：将所述第二介质层磨削掉一定厚度。

12.如权利要求11所述的一种硅通孔互联的空腔结构的形成方法，其特征在于，所述厚度为500Å-2000Å。

13.如权利要求11所述的一种硅通孔互联的空腔结构的形成方法，其特征在于，所述厚度为800Å-1000Å。

14.如权利要求1所述的一种硅通孔互联的空腔结构的形成方法，其特征在于，所述第一硅晶圆与所述第二硅晶圆键合后，将所述第一硅晶圆的硅片厚度减薄至在2μm-120μm之间。

15.如权利要求6所述的一种硅通孔互联的空腔结构的形成方法，其特征在于，当刻蚀形成的TDV的深度与宽度的比值为10:1时，所述阻挡层和所述种子层的阶梯覆盖率至少为2%。

16.一种硅通孔互联的空腔结构，其特征在于，所述空腔结构为根据权利要求1-15中任一项所述的空腔结构形成方法制备形成的硅通孔互连的空腔结构。