[发明专利]半导体装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体装置，尤其涉及一种具有硅穿孔的半导体装置。

背景技术

为了节省宝贵的布局空间或是增加内联机的效率，可将复数集成电路(IC)芯片堆栈在一起成为一个IC封装结构。为了达到此目的，可使用一种三维(3D)堆栈封装技术来将复数集成电路芯片封装在一起。此种三维(3D)堆栈封装技术广泛地使用到硅穿孔(TSV)。硅穿孔(TSV)是一种垂直导电通孔，其可以完全贯穿硅晶圆、硅板、任何材料所制成之衬底或芯片。现今，3D集成电路(3DIC)被广用至许多的领域如内存堆栈、影像感测芯片等。

虽然硅穿孔有许多的优点，但其也为集成电路带来了许多挑战。例如，相较于其周围的邻居如晶体管与内联机等，其巨大的体积(比传统的晶体管大上一百倍或更多)会浪费许多的布局空间。其浪费愈多空间，则芯片会变得愈大。现今，所有的电子装置都在竞相微缩，故浪费空间并不是明智的作法。因此，需要能尽量争取、节省硅穿孔所浪费的空间。

发明内容

本发明提供一种半导体装置，包含：衬底；硅穿孔(TSV)，贯穿该衬底；复数第一内联机结构，位于该硅穿孔的正上方并用以将该硅穿孔电耦合至更高层次的内联机；第二内联机结构，从该硅穿孔的上方横跨该硅穿孔并用于作为一主动装置的内联机绕线；及复数冗余金属图案，位于该硅穿孔正上方而与该硅穿孔、该第一内联机结构及该第二内联机结构电绝缘。

附图说明

图1所示为根据本发明一实施例具有硅穿孔之半导体装置以及硅穿孔正上方之部分内联机结构的上视概图；

图2A所示为根据本发明一实施例之在图1中沿着线A-A’所取的概略横剖面图；

图2B所示为根据本发明另一实施例之在图1中沿着线A-A’所取的概略横剖面图；

图3A所示为根据本发明一实施例之在图1中沿着线B-B’所取的概略横剖面图；

图3B所示为根据本发明另一实施例之在图1中沿着线B-B’所取的概略横剖面图。

具体实施方式

以下结合附图详细地说明本发明的较佳实施例，凡本中所述的组件、组件子部、结构、材料、配置等皆可不依说明的顺序或所属的实施例而任意搭配成新的实施例，这些实施例当属本发明之范畴。在阅读了本发明后，熟知此项技艺者当能在不脱离本发明之精神和范围内，对上述的组件、组件子部、结构、材料、配置等作些许之更动与润饰，因此本发明之专利保护范围须视本权利要求书所附之权利要求所界定者为准，且这些变动与润饰当属于本发明之权利要求内。

本发明的实施例及图示众多，为了避免混淆，类似的组件系以相同或相似的标号示之。图示意在传达本发明的概念及精神，故图中的所显示的距离、大小、比例、形状、连接关系….等皆为示意而非实况，所有能以相同方式达到相同功能或结果的距离、大小、比例、形状、连接关系….等皆可视为等效物而采用之。

请参考图1，其显示根据本发明一实施例具有硅穿孔1000之半导体装置以及硅穿孔1000正上方之部分内联机结构的上视全图。硅穿孔1000正上方之内联机结构包含：复数导电接触件/通孔400、与这些导电接触件/通孔400相连接的复数金属图案300、复数冗余金属图案200及将硅穿孔1000正上方之区域切割为两个子区域的长直金属线500。硅穿孔(TSV，在某些技术文件中又被称为贯穿电极、导电柱等)会贯穿衬底100(在图1中未显示，请参考图2A-3B)并实体及电连接衬底100的背侧与前侧。硅穿孔1000系用以将操作电压VSS、VDD或操作讯号耦合至形成于衬底100上的集成电路(未显示)。相较于寻常的主动组件如晶体管，硅穿孔1000具有微米级的超大尺寸。在一实施例中，硅穿孔1000具有30μm的直径及100μm的深度。在另一实施例中，硅穿孔具有10μm的直径及30μm的深度。在更另一实施例中，硅穿孔具有至少1μm的直径如6μm及等于或大于5μm的深度如10μm。