[发明专利]具有敷镀通孔的结构元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有敷镀通孔的结构元件以及一种用于制造具有敷镀通孔的结构元件的方法。

背景技术

电触点结构以不同的实施方式已知，它们穿过衬底或衬底的部分区域延伸。这种触点结构也称为垂直互联通孔Via(“Vertical Interconnect Access”)、层间电路接通部或敷镀通孔，它们赢得越来越多的意义，因为它们有利于构成节省空间的结构元件。多个结构元件也可以垂直地上下叠置并且通过所属的敷镀通孔电连接，由此能够实现具有小的(横向)尺寸的布置。

已知的用于制造敷镀通孔的方法基于：导电衬底(它应作为“印制导线”工作)的衬底区域与周围的衬底材料绝缘。为此执行沟道蚀刻方法(“Trenchen”)，用于产生包围衬底区域的沟道结构，它通常具有高的纵横比。相关的衬底区域还在顶面上通过绝缘的元件悬挂。在此一方面应封闭沟道结构，另一方面提供尽可能光滑的表面。沟道结构的封闭用于避免不确定地或不期望地加入材料，这可能对沟道的绝缘特性或敷镀通孔的可靠性产生不利影响。光滑的表面能够或易于执行下面的方法步骤：例如互补金属氧化物半导体CMOS过程(Complementary Metal Oxide Semiconductor)和微机电系统MEMS过程(Micro-Electro-Mechanical System)。

在已知的方法中产生具有给定的、稍微敞开的几何形状的沟道结构，它接着例如以用于绝缘的氧化层和填料如多晶硅充满。接着执行平面化过程，用于使表面光滑。然而由于给定的相对准确设定的沟道形状、沟道的完全充满和平面化过程的执行，该方法变得相对费事并且难以控制。

另一已知的方法包括制造相对窄的沟道结构，它靠近表面通过淀积氧化层封闭。为了尽可能深地安置封闭点，按照该方法的变型规定，首先淀积第一氧化物，它各向异性地被回蚀，接着淀积第二氧化物。此外可以设有平面化步骤，用于实现氧化物封闭部的光滑。这个方法也涉及相当高的费用，此外对于某些应用不能使用。一方面随着要被封闭的沟道的宽度的增加费用显著增加，另一方面不能制造任意窄的并且同时深的沟道结构。

发明内容

因此本发明的目的是，给出一种更好的用于制造具有敷镀通孔的结构元件的解决方案。

该目的通过如权利要求1所述的方法和通过如权利要求9所述的结构元件实现。本发明的其它有利的实施方式在从属权利要求中给出。

按照本发明提出一种用于制造具有敷镀通孔的结构元件的方法。该方法包括提供一衬底、在该衬底上构成一绝缘层和使绝缘层结构化，其中至少在给定的沟道蚀刻区域去除该绝缘层，该沟道蚀刻区域包围衬底区域。本方法还包括执行蚀刻过程，其中结构化的绝缘层用于掩蔽，以便去除沟道蚀刻区域中的衬底材料并且产生包围衬底区域的沟道结构。本方法还包括在绝缘层上构成金属层，通过该金属层封闭沟道结构。

按照本发明的方法是相对简单且健壮的，并且特征在于相对少的工作步骤。优点是，绝缘层不仅作为蚀刻过程范围中的蚀刻掩膜，而且被用于结构元件的绝缘的目的。此外借助于在绝缘层上构成的金属层(密闭地)封闭沟道结构，代替以绝缘层或填充层在费事的过程范围中充满沟道结构。使用金属层还能够实现相对坚固的或机械稳定的沟道结构封闭。金属层还可以通过平面的或平整的表面产生，由此(在可能的后续过程中)无需继续平面化。金属层同时也可以作为环绕布线或印制导线平面使用。此外本方法(在温度和污染方面)与已知的MEMS和CMOS过程兼容。敷镀通孔的构成无需高温步骤，由此本方法也可以作为具有温度敏感的预备过程的“Via-Last-Prozess”使用。

在一种优选的实施方式中这样执行蚀刻过程，使得结构化的绝缘层被掏蚀并且沟道结构在邻接结构化的绝缘层的上部区域中具有扩宽的形状。由此可以以高可靠性避免：被沟道结构包围的衬底区域通过金属层的材料(它在构成金属层时可能进入到沟道结构中)与包围沟道结构的衬底区段连接或短路。

这也以相应的方法适用于另一优选的实施方式，按照该实施方式这样执行蚀刻过程，使得沟道结构(也)在下部区域中具有扩宽的形状。

在另一优选的实施方式中，在结构化时附加地去除在沟道蚀刻区域内部的开孔区域中的绝缘层部分。此外在执行蚀刻过程之前构成覆盖开孔区域的保护层，通过它防止在开孔区域中去除衬底材料。此外在执行蚀刻过程以后去除保护层。这种工作方式能够以简单的方式在(接着涂覆的)金属层与被沟道结构包围的衬底区域之间建立连接。