[发明专利]同轴硅通孔

权利要求书

1.一种集成电路(IC)硅通孔(TSV)结构，包括：

衬底(40)，提供有至少一个所述TSV，以及

平行绝缘的导线(50)，跨越所述TSV的长度，并且从所述衬底的顶表面(70b)延伸到其底表面(200)，所述导线(50)彼此绝缘并且与所述衬底(40)绝缘，所述导线(50)分别与互连配线进行电接触。

2.根据权利要求1所述的IC结构，还包括由与所述衬底(40)相同的材料制成的中心柱(40a)。

3.根据权利要求1所述的IC结构，其中所述导线连接到提供有互连配线的有源层(45)或者形成在所述衬底上的无源电路。

4.根据权利要求1所述的IC结构，其中所述导线分别连接到电压或接地。

5.根据权利要求2所述的IC结构，其中所述TSV是具有内壁和外壁的环形通孔(30)，所述环形通孔填充有沉积在暴露表面上的绝缘材料。

6.根据权利要求5所述的IC结构，其中所述绝缘体外壁是覆盖所述TSV的外圆周侧壁的电介质膜，并且其中所述绝缘体内壁是覆盖所述通孔的所述中心柱的电介质膜。

7.根据权利要求5所述的IC结构，其中所述绝缘材料将所述衬底与所述导线电绝缘。

8.根据权利要求6所述的IC，其中所述绝缘材料是光敏聚酰亚胺绝缘体(PSPI)。

9.根据权利要求8所述的IC，其中所述PSPI选自由聚酰亚胺、苯并环丁烯或氟化聚酰亚胺、聚有机含氢硅烷、聚亚苯基、聚硅氧烷、二乙烯基硅氧烷和二苯并环丁烯的共聚物、聚二苯乙二酮、聚芳醚和聚四氟乙烯以及光敏聚合物组成的组。

10.根据权利要求1所述的IC，其中所述中心柱填充有聚酰亚胺。

11.根据权利要求1所述的IC结构，其中所述TSV的顶侧表面和后侧表面被平坦化，以切断所述导线之间的连接。

12.根据权利要求11所述的IC结构，其中所述切断的导线中的两个分别连接到电压和接地并且耦合到所述中心柱而形成同轴TSV。

13.根据权利要求1所述的IC结构，其中所述导线中的三个分别连接到电压和接地并且耦合到两个中心柱而形成三轴TSV。

14.一种在衬底(40)上形成IC TSV的方法，包括：

i)在所述衬底内蚀刻至少一个环形通孔(30)，留下暴露的中心柱(40a)；

ii)保形地形成电介质膜，所述电介质膜覆盖a)所述TSV侧壁的外圆周上的外圆周(70)、b)覆盖所述中心柱(40a)的侧壁的内圆周(70a)、c)实质上在下层有源层(45)的顶表面上沉积的电介质膜(70b)；

iii)保形地沉积用于铜电镀的衬垫(95)和籽晶以及保形电镀铜层，形成内部或信号导体(50)以及外部导体或屏蔽(60)，所述阻隔层覆盖所述铜内部导体和所述外部导体；

iv)使用聚酰亚胺填充任何剩余通孔空间，并且将其固化；以及

v)平坦化顶表面(70b)和底表面(250)，直到所述铜导体彼此分开。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述沉积所述阻隔层的步骤通过由Ta/TaN或TaN制成的材料进行，其覆盖所述铜内部或信号导体以及所述外部或屏蔽铜导体。

16.根据权利要求14所述的方法，其中所述填充所述剩余通孔空间通过PSPI填充执行。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述填充所述通孔的步骤之后，在留下所述通孔内的所述聚酰亚胺的同时，从所述顶表面去除任何多余的聚酰亚胺。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述去除所述多余的聚酰亚胺之后执行灰化工艺。

19.根据权利要求14所述的方法，其中平坦化所述衬底的所述前表面和后表面使所述TSV的所述顶表面彼此分开，而使所述TSV在所述TSV的各底部保持彼此连接。

20.根据权利要求19所述的方法，其中平坦化所述衬底的所述后侧的步骤之后，去除所述通孔的任何突起部分，并且还去除所述通孔中的所述导电材料的底部，而使所述内部导体与所述外部导体电隔离。