[发明专利]集成在电子衬底中的通孔结构

说明书

技术领域

本发明大体来说涉及电子衬底，且特定来说涉及具有通孔结构的电子衬底。

背景技术

针对集成电路的封装技术的近来发展已引入了穿硅通孔(TSV)，所述穿硅通孔(TSV)为通过硅晶片或裸片的垂直电耦合件。对于形成3D电封装以使得导电层可堆叠于彼此的顶部上且可通过利用TSV而在导电层之间传递信号来说，TSV为重要的。

在常规封装设计中，可存在TSV的阵列或丛集以用于在不同导电层之间传递信号。除了占用衬底中的空间以外，TSV还可能影响到相邻或邻近TSV的功能性。举例来说，邻近TSV之间的互感可引起串话，所述串话在一些情况下可负面地影响电封装的操作。为了减小互感的作用，增大邻近TSV之间的间隔，且需要基于通过TSV的信号的电流密度和这些信号的频率的复杂计算以确保电封装的恰当操作。

与TSV相关联的另一设计挑战为衬底中的涡电流损耗的产生。涡电流归因于改变磁场而形成于衬底中。举例来说，当电流通过TSV时，磁场和电场形成于TSV周围且穿透衬底。通过TSV的电流的改变可引起衬底内的磁场和电场的改变。涡电流可产生诱发磁场，所述诱发磁场对抗衬底中的磁场的改变。归因于衬底的相对较高的电阻率，涡电流消散到衬底中且可在衬底内产生热。可将绝缘材料安置于衬底与导电层之间，所述绝缘材料可减小电场且削弱磁场的作用。然而，涡电流损耗仍成问题。

因此，将需要在不增大TSV之间的间隔的情况下减小衬底内的涡电流损耗且减小邻近TSV之间的互感的作用。

发明内容

在一个实施例中，提供一种安置于衬底中的通孔结构的系统。所述系统包括第一通孔结构，所述第一通孔结构具有安置于所述衬底中的外部导电层、内部绝缘层和内部导电层。所述外部导电层分离所述内部绝缘层与所述衬底，且所述内部绝缘层分离所述内部导电层与所述外部导电层。互补对的第一信号通过所述内部导电层，且所述互补对的第二信号通过所述外部导电层。所述第一信号与第二信号可包含实质上相反的极性。再者，还可将外部绝缘层安置于所述衬底中以使得所述外部绝缘层分离所述外部导电层与所述衬底。或者，自对准硅化物(salicide)膜可耦合到所述外部导电层。所述自对准硅化物膜可形成适于耦合到金属层的环状结构。

在其另一形式中，通孔结构的所述系统可进一步包括相邻于所述第一通孔结构而安置的第二通孔结构。所述第二通孔结构可包括由外部导电层围绕的内部导电层以及安置于所述内部导电层与外部导电层之间的内部绝缘层。第二互补对的第一信号通过所述内部导电层，且所述第二互补对的第二信号通过所述外部导电层。在不同形式中，所述第一互补对的所述第二信号与所述第二互补对的所述第二信号可包含实质上相反的极性。

在另一实施例中，提供一种在电子衬底中形成通孔结构的方法。所述方法包括在所述衬底中形成开口，以及在所述开口中沉积外部导电层。所述方法还包括在所述开口中沉积内部绝缘层以使得所述外部导电层分离所述内部绝缘层与所述衬底。将内部导电层沉积于所述开口中以使得所述内部绝缘层分离所述外部导电层与所述内部导电层。所述方法进一步包括使所述外部导电层接触自对准硅化物材料。在其另一形式中，可将外部绝缘层沉积于所述开口中以使得所述外部绝缘层分离所述外部导电层与所述衬底。所述自对准硅化物材料还可耦合到接地且/或形成为环状结构。

在不同实施例中，提供一种减小电子装置中的电场或磁场的方法。所述方法包括在衬底中形成第一导电层，以及用绝缘层来围绕所述第一导电层。所述绝缘层被第二导电层围绕。所述方法包括使互补对的第一信号通过所述第一导电层且使所述互补对的第二信号通过所述第二导电层，以使得所述第二导电层适于减小由通过所述第一导电层的所述第一信号产生的电场或磁场。在其一种形式中，所述方法包括将所述第二导电层耦合到第一电位。在其另一形式中，所述方法包括将所述第二导电层耦合到自对准硅化物材料。所述方法还可包括形成围绕所述第二导电层的另一绝缘层。

在另一示范性实施例中，提供一种用于减小电子装置中的电场或磁场的通孔结构。所述通孔结构包括用于在衬底中传导互补对的第一信号的第一导电装置，以及用于在所述衬底中传导所述互补对的第二信号的第二导电装置。所述通孔结构还包括用于使所述第一导电装置与所述第二导电装置绝缘的绝缘装置。所述第一信号与第二信号包含实质上相反的极性。

为了更完整地理解本发明，现参考以下详细描述和附图。

附图说明

图1为在衬底中具有多个屏蔽通孔的电子结构的第一实施例的截面图；

图2为在多层衬底中具有多个屏蔽通孔的多层电封装的截面图；