[发明专利]电子器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制造电子器件的方法，该电子器件包括穿过半 导体衬底的垂直互连结构，该衬底具有在第一侧的第一表面和在第二 侧的第二表面，所述垂直互连结构从第一表面延伸到第二表面。

本发明还涉及一种根据所述方法制备的电子器件。

背景技术

从WO 2005/088699 A1中已知一种在半导体衬底中制造垂直互 连结构的方法。在该方法中，通过从衬底的第一侧进行蚀刻，在半导 体衬底中形成沟槽，以及通过从衬底的第二侧进行蚀刻来形成空腔， 从而沟槽和空腔共同形成了穿过衬底的垂直互连孔。给该垂直互连孔 提供导电表面，从而形成了从半导体衬底的第一表面延伸到半导体衬 底的第二表面的垂直互连结构。

现有技术方法使用了两步蚀刻工艺来获得包括两个互补部分的 垂直互连孔，第一部分包括一个或多个沟槽，第二部分包括空腔。该 方法使得能独立于第二侧上的尺寸的精度来增加(至少在半导体衬底 的第一侧的)垂直互连孔的精度。

发明内容

在一个方面中，本发明提供了一种现有技术所指出的类型的方 法，该方法能制造出具有改进的电性能的垂直互连结构。

本发明由独立权利要求来限定，从属权利要求限定了有利实施 例。

该目的是由包括以下步骤的方法实现的：

向衬底提供被布置在第一表面和第二表面之间的牺牲掩埋层；

-通过从衬底的第一侧去除材料，给衬底提供从第一表面延伸 到牺牲掩埋层的沟槽，由此牺牲层暴露了第一区域，牺牲掩埋层具有 与第一区域的平面平行的第一横截面，其中第一横截面大于第一区域 并且与第一区域重叠，以及

-通过从衬底的第二侧相对于牺牲掩埋层选择性去除材料，给 衬底提供从第二表面延伸到牺牲掩埋层的孔，由此牺牲掩埋层暴露了 第二区域，牺牲掩埋层具有与第二区域的平面平行的第二横截面，其 中第二横截面大于第二区域并且与第二区域重叠，并且第二区域大于 第一区域。

本发明基于以下思想。垂直互连结构的电阻是由其最小宽度的 部分确定的，即由与通过垂直互连结构的电流的方向垂直的横截面确 定的。在本发明以及上述的现有技术中，沟槽具有被蚀刻掩模尺寸良 好控制的最小宽度。因此，为了获得具有定义明确的电阻的垂直互连 结构，必须精确地控制垂直互连结构的沟槽深度。当需要多个置于大 衬底表面区域上的垂直互连结构时，该深度控制在适当的衬底区域上 必须是一致的。而且，必须在不必使用复杂而昂贵的沟槽蚀刻工序的 情况下获得空间深度控制。在WO 2005/088699 A1中，沟槽深度取决 于所公开方法中的两步蚀刻步骤，即无论是在空腔之前还是在空腔之 后蚀刻沟槽，沟槽深度均是由空腔的蚀刻深度确定的。在本发明中， 在衬底内存在的距离衬底的第一表面预定距离的牺牲掩埋层消除了 这种依赖性。这是由将牺牲掩埋层用作蚀刻停止层引起的。更具体地 讲，牺牲掩埋层的存在允许从衬底的第一侧蚀刻出具有恒定深度的沟 槽，该恒定深度是第一表面和牺牲掩埋层的最近表面之间的距离确定 的。另外，以沟槽比牺牲掩埋层窄，即牺牲掩埋层具有比沟槽底部所 暴露的区域大的横截面的方式，向衬底提供牺牲掩埋层和沟槽。因此， 在从第二侧对孔进行蚀刻期间牺牲掩埋层保护了沟槽，从而在此工艺 中将不会影响沟槽深度。

因此，非常有效地去除了本发明的方法的两步蚀刻步骤彼此之 间的影响。这增大了沟槽和孔的尺寸选择以及用于产生沟槽和孔的工 艺的自由度。而且，如将在本申请的实施例的详细描述中阐述的一样， 产生沟槽和/或孔的工艺将不再那么关键。这对于例如在半导体工业 中持续增大的衬底尺寸来说是有利的。

该方法的另一优点是当已经打开沟槽和空腔时，牺牲掩埋层能 被用作关闭垂直互连孔的密封层。当执行对衬底的两侧的处理，而未 来垂直互连结构的沟槽和孔都已经被开口时，密封是有利的，这是因 为在对一侧进行处理期间防止了通过垂直互连孔而污染另一侧或损 坏处理工具的衬底固定架。而且，一些工具利用真空来将衬底夹持到 这些工具的固定架上，如果衬底中的孔是打开的，则这将是不可能的。

在实施例中，给衬底提供牺牲掩埋层的步骤包括：

-提供不具有牺牲掩埋层的衬底；

-在执行提供孔的步骤之前提供沟槽，提供沟槽的步骤包括从 衬底的第一侧各向异性去除材料，从而形成了具有底部的沟槽，其中 底部区域位于半导体衬底内的第一表面和第二表面之间，以及