[实用新型]硅穿孔裂纹检测单元

说明书

本公开涉及集成电路技术领域，提出一种硅穿孔裂纹检测单元及检测方法、半导体装置的制作方法。该硅穿孔裂纹检测单元包括模拟硅穿孔、导电衬垫、第二介电衬垫、第一触点、第二触点。模拟硅穿孔设置于一半导体衬底中，包括导电通道和隔离在导电通道和半导体衬底之间的第一介电衬垫；导电衬垫围绕第一介电衬垫设置；第二介电衬垫围绕导电衬垫设置；第一触点连接于导电通道；第二触点连接于导电衬垫，利用第一触点与第二触点之间配置的一电压差检测第一触点与第二触点之间的导通状态预测模拟硅穿孔所在位置范围内的硅穿孔是否出现裂纹。本公开提供的硅穿孔裂纹检测单元可以检测模拟硅穿孔所在位置范围内的硅穿孔是否出现裂纹。

技术领域

本公开涉及集成电路技术领域，尤其涉及一种硅穿孔裂纹检测单元及检测方法、半导体装置的制作方法。

背景技术

三维芯片是将不同电路单元制作在多个平面晶片(由晶圆切割而成) 上，并通过硅穿孔层间垂直互连技术将多个晶片在垂直方向进行堆叠互连而形成的一种全新的芯片结构，三维芯片以其集成度高、功耗低、带宽高、面积小、互连线短、支持异构集成等特点而被广泛应用。

然而在三维芯片制作过程的后道工艺中需要进行一个或多个热循环，由于硅穿孔中导电材料(例如铜)的热膨胀系数和周围晶片材料(例如硅)的热膨胀系数不同，硅穿孔中的导电材料会因为热膨胀而导致周围晶片材料发生裂纹，当裂纹传播到晶圆上其他电路单元时，会影响芯片的性能。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

实用新型内容

本公开的目的在于提供一种硅穿孔裂纹检测单元及检测方法、半导体装置的制作方法。该硅穿孔裂纹检测单元可以检测半导体衬底上的硅穿孔是否发生裂纹，并可以依此调节发生裂纹的硅穿孔的参数。

本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。

根据本公开的一个方面，提供一种硅穿孔裂纹检测单元，该硅穿孔裂纹检测单元包括：模拟硅穿孔、导电衬垫、第二介电衬垫、第一触点、第二触点。模拟硅穿孔设置于一半导体衬底中，所述模拟硅穿孔包括导电通道和用于隔离在所述导电通道和所述半导体衬底之间的第一介电衬垫；导电衬垫设置于所述半导体衬底中且围绕所述第一介电衬垫设置；第二介电衬垫设置于所述半导体衬底中且围绕所述导电衬垫设置；第一触点设置于所述半导体衬底上且电连接于所述导电通道；第二触点设置于所述半导体衬底上电连接于所述导电衬垫，其中，当所述第一触点与所述第二触点之间提供有一电压差，根据所述第一触点与所述第二触点之间的导通状态预测所述模拟硅穿孔所在位置范围内的硅穿孔是否出现裂纹。

本公开的一种示例性实施例中，所述导电通道的材料包括铜、钨、铝中的一种或多种。

本公开的一种示例性实施例中，所述导电衬垫的材料包括掺杂多晶硅。

本公开的一种示例性实施例中，所述半导体衬底包括位于所述模拟硅穿孔周围的外置区，所述导电衬垫和所述第二介电衬垫设置于所述外置区内。

本公开的一种示例性实施例中，所述半导体衬底包括晶圆，所述晶圆具有用于切割的切割道，所述模拟硅穿孔的数量为多个，多个所述模拟硅穿孔等距排列与所述切割道上。

根据本公开的一个方面，提供一种硅穿孔裂纹检测方法，该方法包括：

在一半导体衬底上设置硅穿孔的同时设置如上述的硅穿孔裂纹检测单元；

检测所述硅穿孔裂纹检测单元中模拟硅穿孔是否出现裂纹，从而预测所述模拟硅穿孔所在位置范围内的所述硅穿孔是否出现裂纹。

本公开的一种示例性实施例中，检测所述模拟硅穿孔是否出现裂纹包括：

向所述硅穿孔裂纹检测单元的第一触点和第二触点之间输入一电压差；