[发明专利]芯片上直通本体过孔电容器及其形成技术

说明书

公开了用于使用直通本体过孔（TBV）提供芯片上电容的技术。根据一些实施例，可以在半导体层内形成TBV，并且可以在TBV和周围半导体层之间形成电介质层。TBV可以用作TBV电容器的一个电极（例如阳极），并且电介质层可以用作该TBV电容器的电介质本体。在一些实施例中，半导体层用作TBV电容器的另一电极（例如，阴极）。为此，在一些实施例中，整个半导体层可以包括低电阻率材料，而在一些其他实施例中，可以仅沿着TBV局部的侧壁提供（一个或多个）低电阻率区，例如通过在那些（一个或多个）位置中进行的选择性掺杂。在其他实施例中，形成在电介质层和半导体层之间的传导层用作TBV电容器的另一电极（例如，阴极）。

技术领域

本发明涉及芯片上直通本体过孔电容器及其形成技术。

背景技术

直通硅过孔（through-silicon via，TSV）是穿过硅（Si）衬底（例如，Si晶片或管芯）从其上表面传递到其相对的下表面的垂直电连接。通常，通过首先刻蚀Si衬底以限定从上表面传递到相对的下表面的直通孔来形成TSV。然后将诸如铜（Cu）的导电材料沉积在直通孔中，以提供衬底的上表面和下表面之间的电连接。TSV可以用于将在单个芯片中的多个有源电路层（例如，堆叠的芯片）或多个管芯互连，由此形成三维集成电路（3D IC）或其他三维封装。

附图说明

图1A是根据本公开的实施例的集成电路（IC）的横截面视图。

图1B是根据本公开的实施例的、图1A的IC的在其半导体层中形成开口之后的横截面视图。

图1C是根据本公开的实施例的、图1B的IC的在开口中形成衬垫层之后的横截面视图。

图1D是根据本公开的实施例的、图1C的IC的在开口中形成直通本体过孔（TBV）之后的横截面视图。

图2A是根据本公开的另一实施例的集成电路（IC）的横截面视图。

图2B是根据本公开的实施例的、图2A的IC的在其半导体层中形成开口之后的横截面视图。

图2C是根据本公开的实施例的、图2B的IC的在开口中形成衬垫层之后的横截面视图。

图2D是根据本公开的实施例的、图2C的IC的在开口中形成直通本体过孔（TBV）之后的横截面视图。

图3A是根据本公开的另一实施例的集成电路（IC）的横截面视图。

图3B是根据本公开的实施例的、图3A的IC的在其半导体层中形成一个或多个开口之后的横截面视图。

图3C是根据本公开的实施例的、图3B的IC的在一个或多个开口中形成衬垫层之后的横截面视图。

图3D是根据本公开的实施例的、图3C的IC的在一个或多个开口中形成直通本体过孔（TBV）之后的横截面视图。

图4A是根据本公开的另一实施例的集成电路（IC）的横截面视图。

图4B是根据本公开的实施例的、图4A的IC的在其半导体层中形成一个或多个开口之后的横截面视图。

图4C是根据本公开的实施例的、图4B的IC的在其之上形成隔离衬垫层之后的横截面视图。

图4D是根据本公开的实施例的、图4C的IC的在一个或多个开口中的隔离衬垫层之上形成传导层之后的横截面视图。

图4E是根据本公开的实施例的、图4D的IC的在一个或多个开口中的传导层之上形成衬垫层之后的横截面视图。

图4F是根据本公开的实施例的、图4E的IC的在一个或多个开口中形成直通本体过孔（TBV）之后的横截面视图。

图5A是根据本公开的另一实施例的集成电路（IC）的横截面视图。