[发明专利]半导体装置

说明书

本发明公开了一种半导体装置，包括有基材、穿硅通孔结构、阻挡层、第一介电层、第二介电层与镶嵌线路图案。基材具有与第一侧相反的第二侧。穿硅通孔结构突出于基材第二侧的表面。阻挡层共形地覆盖基材的表面以及穿硅通孔结构。第一介电层覆盖阻挡层除了直接位于穿硅通孔结构上方的部分。第二介电层设于第一介电层上。镶嵌线路图案设于第二介电层中。第二介电层直接接触第一介电层。镶嵌线路图案直接接触穿硅通孔结构。

技术领域

本发明涉及一种半导体装置，特别是一种具有穿硅通孔结构的半导体装置。

背景技术

由于高速、高密度、小尺寸和多功能电子装置的强烈需求所驱动，利用穿硅通孔(TSV)结构的三维(3D)集成电路已成为近年的流行。穿硅通孔结构是完全延伸穿过半导体基材的通孔开口，并使得基材上面和下面的装置能够彼此耦接，还有与基材内部的组件耦接。

为了解决覆晶封装科技的需要，硅中介层(interposer)与穿硅通孔已成为一种提供高密度互连、最小化晶粒与中介层之间热膨胀系数(CTE)不匹配的良好解决方案，并且，由于从芯片到基材的短内连，提供了电性效能上的改善。

然而，现有技术有一些缺点。例如，为了控制铜/氧化物突起和铜-硅污染，通常在化学机械抛光(CMP)步骤之后要沉积一阻挡层，以抛除穿硅通孔氧化物。这个额外的阻挡层在封装后会引起脱层和可靠性的问题。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种涉及穿硅通孔(TSV)结构的改良型半导体装置，能够避免上述的脱层和可靠性的问题。

根据一个实施例，一种半导体装置，包括有基材、穿硅通孔结构、阻挡层、第一介电层、第二介电层与镶嵌线路图案。基材具有第一侧以及与第一侧相反的第二侧。穿硅通孔结构突出于基材第二侧的表面。阻挡层共形地覆盖基材的表面以及穿硅通孔结构。第一介电层覆盖阻挡层除了直接位于穿硅通孔结构上方的部分。第二介电层设于第一介电层上。镶嵌线路图案设于第 二介电层中。第二介电层直接接触第一介电层。镶嵌线路图案直接接触穿硅通孔结构。

附图说明

图1-图5绘出了根据本发明的一个实施例来制造一种半导体装置的示意图。

其中，附图标记说明如下：

1 半导体装置

10 基材

10a 第一侧

10b 第二侧

12 导电层

14 内衬层

16 阻挡层

18 介电层

18a 表面

20 第二介电层

22 金属层

24 障壁层

100 穿硅通孔结构

102 通孔

110 表面

200 电路结构

具体实施方式

在下面的描述中，提供许多具体细节来彻底理解本发明。但是，对于本领域技术人员很明显的是，本发明可以在没有这些具体细节的情况下实施。此外，一些公知的系统配置和处理步骤则没有详细公开，因为这些应是公知的，所以为本领域技术人员所熟知。

同样地，绘示装置实施例的附图是半示意，而不是依照比例绘制。此外，当介绍和描述多个实施例而具有某些通用的特征时，接近或类似的特征通常以类似的附图标记描述是为了便于说明和描述。