[发明专利]硅通孔互连结构及其制作方法

权利要求书

1.一种硅通孔互连结构的制作方法，包括制作硅通孔和制作绝缘层的步骤，其特征在于，所述制作绝缘层的步骤包括：

在衬底上刻蚀形成环状沟槽，所述环状沟槽的深宽比为5:1～20:1；

采用等离子体沉积法将介电材料填充到所述环状沟槽中，形成具有空气隙的密封部，所述空气隙的体积为所述环状沟槽总体积的50%～90%，

其中，等离子体的溅射方向与所述环状沟槽上表面所在平面形成夹角α，且0°＜α＜20°或45°＜α＜90°。

2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述夹角α的范围为：0°＜α＜10°或50°＜α＜90°。

3.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，在完成所述制作绝缘层的步骤之后，进一步包括制作所述硅通孔的步骤，所述制作硅通孔的步骤包括：

在所述环状沟槽围绕的衬底区域内刻蚀形成硅孔；

在所述硅孔内沉积导电材料形成所述硅通孔。

4.根据权利要求3所述的制作方法，其特征在于，所述制作硅通孔的步骤包括：

在所述环状沟槽围绕的衬底区域内刻蚀形成硅孔；

沿所述硅孔内壁沉积扩散阻挡层，所述扩散阻挡层的厚度小于所述硅孔宽度的1/2；

以及

在所述扩散阻挡层上沉积导电材料形成所述硅通孔。

5.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，在实施所述制作绝缘层的步骤之前，进一步包括制作所述硅通孔的步骤，所述制作硅通孔的步骤包括：

在所述衬底上述刻蚀形成硅孔；

在所述硅孔内沉积导电材料形成所述硅通孔。

6.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于，所述制作硅通孔的步骤包括：

在所述衬底上刻蚀形成硅孔；

沿所述硅孔内壁沉积扩散阻挡层，所述扩散阻挡层的厚度小于所述硅孔宽度的1/2；

在所述扩散阻挡层上沉积导电材料形成所述硅通孔。

7.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于，所述制作硅通孔的步骤包括：

在所述衬底上刻蚀形成硅孔；

沿所述硅孔内壁沉积介电层；

在所述介电层上沉积扩散阻挡层，所述扩散阻挡层的厚度小于所述硅孔宽度的1/2；

在所述扩散阻挡层上沉积导电材料形成所述硅通孔。

8.根据权利要求6或7所述的制作方法，其特征在于，所述制作绝缘层的步骤包括：

刻蚀至少部分所述扩散阻挡层形成所述环状沟槽；

采用等离子体沉积法将所述介电材料填充到所述环状沟槽中，形成具有空气隙的密封部。

9.根据权利要求3至7中任一项所述的制作方法，其特征在于，所述导电材料选自金属、导电硅胶、导电性聚合物、碳纳米管、具有金属和有机粘合剂的混合物中的一种或多种。

10.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述介电材料为氮化物、氧化物、氧化物与有机物的混合物、或氮化物与有机物的混合物。

11.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述等离子体沉积法为等离子体化学气相沉积法、等离子体增强原子层沉积法或高密度等离子体化学气相沉积法。

12.一种硅通孔互连结构，包括

衬底；

穿过所述衬底延伸的硅通孔；

围绕所述硅通孔设置的环状沟槽；以及

使硅通孔与衬底绝缘的密封部，所述密封部具有空气隙，其特征在于，所述空气隙的体积为所述环状沟槽的总体积的50%～90%。

13.根据权利要求12所述的硅通孔互连结构，其特征在于，所述硅通孔与所述环状沟槽之间具有衬底材料。

14.根据权利要求12所述的硅通孔互连结构，其特征在于，所述硅通孔与所述环状沟槽之间具有刻蚀阻挡材料。

15.根据权利要求12所述的硅通孔互连结构，其特征在于，所述硅通孔与所述环状沟槽直接接触。

16.根据权利要求12至15中任一项所述的硅通孔互连结构，其特征在于，所述硅通孔互连结构还包括介电层，所述介电层位于所述环状沟槽远离所述硅通孔的侧壁与所述衬底之间。