[发明专利]半导体器件

说明书

半导体器件包括半导体本体和导电通孔，该导电通孔延伸通过半导体本体的至少一部分，其中通孔具有在第一横向方向上给出的横向尺寸，该第一横向方向垂直于由通孔的主延伸轴线给出的垂直方向，并且其中通孔具有顶侧和背离顶侧的底侧。半导体器件还包括被布置在通孔的底侧处的平行于第一横向方向的平面中的导电蚀刻停止层，以及位于通孔的底部侧的平行于第一横向方向的平面中的至少一个导电接触层。蚀刻停止层在第一横向方向上的横向范围大于通孔的横向尺寸，并且接触层在第一横向方向上的横向范围小于通孔的横向尺寸。此外，蚀刻停止层在垂直方向上被布置在导电通孔与接触层之间。

技术领域

本申请涉及一种半导体器件。

背景技术

为了电接触半导体器件的集成电路或半导体器件的另一部分，常用的方法是形成穿过器件的硅衬底的硅通孔。因此，在衬底中形成沟槽。沟槽至少部分地填充有导电接触材料，并且接触材料与衬底电隔离。被布置在衬底的电路侧的集成电路能够通过硅通孔电接触。硅通孔可以在衬底的背离衬底的电路侧的接触侧处通过焊料凸点电接触。以这种方式，器件或集成电路能够从衬底的接触侧电接触。

硅通孔的接触材料与多个金属层电连接，所述金属层在垂直方向上与硅通孔重叠。通常，在硅通孔的沟槽下方布置多个金属层。不同的金属层通过垂直连接彼此电连接。金属层中的一个与硅通孔的接触材料直接接触。在金属层周围以及在金属层之间布置非导电材料。因此，在大多数情况下，金属层和周围的非导电材料的热膨胀系数是不同的。由于热膨胀系数的这种差异，在半导体器件的处理期间，有可能在硅通孔的接触材料中或周围或在金属层中的一个中出现裂纹。这些裂纹能够导致泄漏电流，或者污垢或湿气有可能能够进入半导体器件。因此，半导体器件的效率可能被降低。

发明内容

本发明的目的是提供一种效率提高的半导体器件。

该目的由独立权利要求解决。另外的实施例是从属权利要求的主题。

在半导体器件的一个实施例中，半导体器件包括半导体本体。半导体本体能够为衬底或晶片。这意味着半导体本体是三维体，并且它能够为长方体。半导体本体包括半导体材料，该半导体材料能够是例如硅。

半导体器件还包括导电通孔，该导电通孔延伸通过半导体本体的至少一部分，并且通孔具有在第一横向方向上给出的横向尺寸，该第一横向方向垂直于由通孔的主延伸轴给出的垂直方向。通孔具有顶侧和背离顶侧的底侧。

通孔能够在半导体本体中形成为沟槽，并且能够用导电接触材料覆盖或填充。沟槽可能被蚀刻入半导体器件中。接触材料能够是例如钨。接触材料能够通过非导电材料(例如二氧化硅)与半导体本体的材料电隔离。通孔能够具有圆柱形状。在这种情况下，通孔的横向尺寸由圆柱的直径给出。例如通孔直径能够达到40μm。

垂直方向垂直于半导体本体的主延伸平面。优选地，通孔的横向尺寸在垂直方向上不改变。第一横向方向平行于半导体本体的主延伸平面。

通孔的顶侧在半导体本体的接触侧的平面中。在半导体本体的接触侧形成沟槽，该沟槽形成通孔。沟槽的底部表面设置在通孔的底侧。这意味着，沟槽被蚀刻直至底部表面。在背离半导体本体的接触侧的半导体本体的电路侧上，能够布置集成电路。

半导体器件还包括导电的蚀刻停止层，该导电的蚀刻停止层被设置在通孔的底侧的平行于第一横向方向的平面中。在通孔的底侧布置非导电材料。为了防止非导电材料在蚀刻通孔期间被蚀刻掉，蚀刻停止层在垂直方向上布置在通孔与非导电材料之间。蚀刻停止层能够包含金属，例如铝。

半导体器件还包括在通孔底侧的平行于第一横向方向的平面中的至少一个导电接触层。蚀刻停止层在垂直方向上被布置在通孔与接触层之间。非导电材料在垂直方向上被布置在蚀刻停止层与接触层之间。接触层也能够包含铝。