半导体器件的制作方法

专利2026-01-26  7


本发明涉及半导体,尤其涉及一种半导体器件。


背景技术:

1、tsv是实现衬底内垂直电互连的重要技术。tsv不仅使芯片具有了纵向维度的集成能力,而且它具有最短的电传输路径以及优异的抗干扰性能,半导体器件的微型化越来越依赖于集成tsv的先进工艺。例如,在cmos图像传感器、高带宽存储器(hbm)以及硅转接板等器件的设计中,tsv已成为必不可少的电互连结构。

2、利用贯穿衬底的tsv,一些半导体器件将用于连接外部设备的金属垫(pad)设置于衬底的背面,通过tsv使所述金属垫与在衬底正面侧形成的导电结构连接,如此,金属垫不需要占用衬底正面面积,有助于器件的微型化,所述金属垫也可以作为三维堆叠芯片与外部设备的连接点。

3、为了节约工序以及成本,一种现有技术中,在衬底背面一侧形成tsv和直接覆盖tsv的金属垫,所述金属垫的边缘被钝化层覆盖。在进行相关测试(如wat(晶圆接受测试)或cp(晶圆阶段芯片测试))时,用于电连接所述金属垫的探针与所述金属垫接触,但是,研究发现,探针的压力会通过应力传导给金属垫下方的tsv,甚至探针会直接扎穿金属垫,可能会造成tsv或者覆盖在用于形成tsv的通孔内壁的隔离介质层损伤,增大了相关区域的短路风险,影响器件的性能。


技术实现思路

1、为了解决现有技术存在的问题,提升器件的可靠性,本发明提供一种半导体器件。

2、本发明提供的半导体器件包括:

3、衬底,具有相背的正面和背面;

4、金属垫,形成于所述衬底的背面一侧,所述金属垫与垂向贯穿所述衬底的tsv电连接;以及

5、钝化层,形成于所述衬底的背面一侧,所述钝化层中的开口暴露出所述金属垫的第一区域,所述金属垫具有包围所述第一区域的第二区域,所述第二区域被所述钝化层覆盖,并且,所述tsv在所述金属垫表面的正投影位于所述第二区域。

6、可选地,所述tsv与所述第二区域的所述金属垫直接接触,从而形成电连接。

7、可选地,所述半导体器件还包括再布线层,所述再布线层形成于所述衬底的背面一侧,且介于所述tsv与所述第二区域的所述金属垫之间,所述tsv和所述金属垫通过所述再布线层形成电连接。

8、可选地,所述金属垫与垂向贯穿所述衬底的至少两个所述tsv电连接,各所述tsv在所述金属垫表面的正投影位于所述第二区域。

9、可选地,所述钝化层包括氧化硅膜和氮化硅膜的叠层。

10、可选地,所述半导体器件还包括m1金属层,所述m1金属层形成于所述衬底的正面一侧,所述tsv与所述m1金属层电连接。

11、可选地,所述半导体器件还包括接触插塞,所述接触插塞形成于所述衬底的正面一侧,所述tsv与所述接触插塞接触,并通过所述接触插塞与所述m1金属层电连接。

12、可选地,所述tsv在所述金属垫表面的正投影距离所述第二区域的里边界大于或等于0.5μm。

13、可选地,所述第二区域的宽度大于或等于2μm。

14、可选地,所述半导体器件还包括另一衬底,所述另一衬底堆叠于所述衬底的正面一侧。

15、本发明提供的半导体器件中,金属垫和钝化层形成于衬底的背面一侧,并且,所述金属垫的第二区域被所述钝化层覆盖,与所述金属垫电连接的tsv在所述金属垫表面的正投影位于所述第二区域。在进行测试时,由于所述tsv避开了用于放置探针的所述金属垫的第一区域,tsv和覆盖在用于形成tsv的通孔内壁的隔离介质层被探针损伤的风险大大降低,有利于提升半导体器件的可靠性。



技术特征:

1.一种半导体器件,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的半导体器件,其特征在于,所述tsv与所述第二区域的所述金属垫直接接触,从而形成电连接。

3.如权利要求1所述的半导体器件,其特征在于,还包括:

4.如权利要求1所述的半导体器件,其特征在于,所述金属垫与垂向贯穿所述衬底的至少两个所述tsv电连接,各所述tsv在所述金属垫表面的正投影位于所述第二区域。

5.如权利要求1所述的半导体器件,其特征在于,所述钝化层包括氧化硅膜和氮化硅膜的叠层。

6.如权利要求1所述的半导体器件,其特征在于,还包括:

7.如权利要求6所述的半导体器件,其特征在于,还包括:

8.如权利要求1所述的半导体器件,其特征在于,所述tsv在所述金属垫表面的正投影距离所述第二区域的里边界大于或等于0.5μm。

9.如权利要求1所述的半导体器件,其特征在于,所述第二区域的宽度大于或等于2μm。

10.如权利要求1至9任一项所述的半导体器件,其特征在于,所述半导体器件还包括另一衬底,所述另一衬底堆叠于所述衬底的正面一侧。


技术总结
本发明涉及一种半导体器件。所述半导体器件包括衬底及形成于所述衬底的背面一侧的金属垫和钝化层,所述金属垫与垂向贯穿所述衬底的TSV电连接,所述钝化层中的开口暴露出所述金属垫的第一区域,所述金属垫具有包围所述第一区域的第二区域,所述第二区域被所述钝化层覆盖,并且,所述TSV在所述金属垫表面的正投影位于所述第二区域。在进行测试时,由于所述TSV避开了用于放置探针的所述金属垫的第一区域,TSV和覆盖在用于形成TSV的通孔内壁的隔离介质层被探针损伤的风险大大降低,有利于提升半导体器件的可靠性。

技术研发人员:杨虎,周玉,胡胜
受保护的技术使用者:武汉新芯集成电路股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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