硅通孔的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種硅通孔的制作方法，在一形成有凹槽的基板上表面形成絕緣層，其中所述凹槽對應(yīng)預(yù)制作的硅通孔處；而后，在所述絕緣層的表面生長硅材料外延層直至填充滿所述凹槽，而后減薄所述的外延層至基板上表面的絕緣層；再背面減薄所述基板直至暴露所述凹槽，形成填充有外延層及絕緣層的硅通孔。本發(fā)明采用外延生長的硅材料來填充硅通孔，一方面，硅通孔的填充物致密性很高，提高了器件的可靠性；另一方面，能夠有效解決填充物與硅的熱膨脹系數(shù)差異引起的器件可靠性降低的問題；同時本發(fā)明硅通孔的外延層填充物中存在單晶硅，解決了單純使用多晶硅填充造成的填充物與重布線層的連線的接觸電阻較大的問題。
【專利說明】硅通孔的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明采用微電子機(jī)械加工技術(shù)，屬于微電子機(jī)械系統(tǒng)領(lǐng)域，涉及一種硅通孔的制作方法，特別是涉及一種應(yīng)用于器件電連接的硅通孔的制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]娃通孔技術(shù)為穿透娃通孔(Through Silicon Via, TSV)技術(shù)的簡稱,是通過在芯片和芯片之間、晶圓和晶圓之間制作垂直導(dǎo)通，實現(xiàn)芯片之間互連的最新技術(shù)。在微電子機(jī)械系統(tǒng)(Micro Electro Mechanical systems, MEMS)器件封裝過程中，也可借助娃通孔技術(shù)實現(xiàn)器件多層間的電連接。
[0003]Steven S.Nasiri 和 Anthony Francis Flannery, JR.提出了 一 種 CMOS 娃片和MEMS娃片鍵合并采用娃通孔引線的封裝結(jié)構(gòu)(Method of fabrication of Al/Gebonding in a wafer packaging enviroment and a product produced therefrom, US2008/0283990 Al)。該方法利用鋁鍺共晶鍵合(也稱作鋁鍺低溫鍵合)的導(dǎo)電特性和CMOS硅片上的硅通孔實現(xiàn)器件內(nèi)外的電連接。但是，此種硅通孔制作使器件制造工藝變得復(fù)雜，成本也大幅上升，同時為借助硅通孔實現(xiàn)電連接該方法采用銅填充所述硅通孔，不過，由于銅與硅的熱膨脹系數(shù)相差較大，在溫度變化下，通孔中填充的銅會從通孔中突出而造成其上的焊球脫落，使器件可靠性降低。
[0004]芬蘭的VTT公司采用化學(xué)氣相沉積(Chemical Vapor Deposition, CVD)對娃通孑L填充多晶娃(Fabrication and electrical characterization of high aspect ratiopoly-silicon filled through-silicon vias),這是娃通孔技術(shù)的一個突破。這種娃材料(多晶硅)填充的硅通孔，能夠解決用銅或鎢填充硅通孔在溫度變化下由熱膨脹系數(shù)差異導(dǎo)致的器件可靠性降低的問題，而且與CMOS工藝完全兼容。但是，多晶硅跟重布線層(Re-Distribute Layer, RDL)的連線(該文中是鋁)難以形成歐姆接觸，造成接觸電阻比較大，使互聯(lián)效果大打折扣，從而影響了器件的性能。
[0005]瑞典的Silex公司提出了一種通孔與隔離槽結(jié)合的互連方法。該方法適用于絕緣層隔離的多層結(jié)構(gòu)，通過貫穿于多層之間的通孔及每層上的環(huán)狀隔離槽，可以實現(xiàn)底層焊盤與任一結(jié)構(gòu)層上電極間的互連。該方法的優(yōu)勢在于互連材料均為單晶，有效地降低了與金屬焊盤間的接觸電阻；可以形成一種所謂的橫向S0I，提高了制造上的靈活性。但是該方法中的通孔靠金屬或多晶硅來填充，所以仍然存在工藝復(fù)雜，可靠性較低的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種硅通孔的制作方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中硅通孔制作時沉積方法形成的金屬填充物與硅的熱膨脹系數(shù)差異引起的器件可靠性降低及沉積形成的純多晶硅填充物與連線接觸電阻較大的問題。
[0007]為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種硅通孔的制作方法，所述制作方法至少包括以下步驟:[0008]I)提供一基板，在所述基板中預(yù)制作硅通孔處形成凹槽；
[0009]2)在所述形成有凹槽的基板上表面形成絕緣層；
[0010]3)在所述絕緣層的表面生長硅材料外延層直至填充滿所述凹槽，而后減薄所述外延層直至暴露出所述基板上表面的絕緣層；
[0011]4)對所述基板進(jìn)行背面減薄，直至暴露所述凹槽，形成填充有外延層及絕緣層的娃通孔。
[0012]可選地，所述步驟2)還包括形成絕緣層后再去除凹槽底部的絕緣層以保留所述凹槽側(cè)壁的絕緣層的步驟。
[0013]可選地，在所述步驟3)中，邊摻雜邊外延生長所述外延層，生長的所述外延層為多晶硅與單晶硅的混合物。
[0014]可選地，所述步驟4)為將一器件中需電連接組件表面的電極與所述基板內(nèi)凹槽的外延層對準(zhǔn)鍵合，然后對所述基板進(jìn)行背面減薄直至暴露出所述凹槽內(nèi)的外延層，形成填充有外延層及絕緣層的硅通孔，而后在所述經(jīng)減薄的基板背面形成鈍化層，并在所述鈍化層中對應(yīng)所述硅通孔處開窗口直至暴露出所述硅通孔的外延層，最后，在所述窗口中形成弓I線以供所述器件通過所述硅通孔實現(xiàn)電連接。
[0015]可選地，所述步驟4)中對所述基板進(jìn)行背面減薄時，直至暴露出所述凹槽內(nèi)的外延層。
[0016]可選地，在所述步驟I)中，對所述基板采用干法刻蝕或濕法刻蝕以形成凹槽，其中，所述干法刻蝕至少包括反應(yīng)離子刻蝕或感應(yīng)耦合等離子體，所述濕法刻蝕至少包括采用氫氧化鉀溶液。
[0017]可選地，所述步驟2)采用化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積或熱生長形成所述絕緣層。
[0018]可選地，所述步驟3)中采用邊摻雜邊外延生長所述外延層，生長的所述外延層為
多晶娃。
[0019]可選地，所述步驟3)還包括對所述絕緣層進(jìn)行圖形化并刻蝕以保留所需圖形的所述絕緣層的步驟。
[0020]可選地，所述步驟4)中對所述基板進(jìn)行背面減薄之前還包括將所述基板上表面與一過渡基板鍵合的步驟。
[0021]可選地，所述過渡基板至少包括藍(lán)寶石襯底。
[0022]可選地，所述步驟4)還包括在所述經(jīng)減薄的基板背面或形成的硅通孔一暴露面上形成鈍化層的步驟。
[0023]可選地，在所述鈍化層中對應(yīng)所述硅通孔處開窗口，直至暴露出所述硅通孔的外延層，在所述窗口中形成引線以供電連接。
[0024]可選地，所述絕緣層材料為二氧化硅、氮化硅或氮氧化硅。
[0025]如上所述，本發(fā)明的硅通孔的制作方法，具有以下有益效果:與傳統(tǒng)填充有金屬或純多晶硅填充物的硅通孔相比，本發(fā)明采用外延生長的硅材料來填充硅通孔，因此硅通孔的外延填充物致密性很高，從而提高了器件的可靠性；同時本發(fā)明制作的外延層填充物為多晶硅或多晶硅與單晶硅的混合物，其熱膨脹系數(shù)與硅的熱膨脹系數(shù)差異不大，能夠有效解決金屬填充物與硅的熱膨脹系數(shù)差異引起的器件可靠性降低的問題；而且本發(fā)明制作的外延層填充物中存在單晶硅，單晶硅與重布線層(RDL)的連線可以形成良好的歐姆接觸，使接觸電阻較小，解決了單純使用多晶硅填充造成的填充物與重布線層(RDL)的連線的接觸電阻較大的問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1A至IM顯示為本發(fā)明硅通孔的制作方法在實施例一中的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖2A至2H顯示為本發(fā)明硅通孔的制作方法在實施例二中的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖3顯示為本發(fā)明硅通孔的制作方法的外延層填充物中單晶硅和多晶硅的分布示意圖。
[0029]元件標(biāo)號說明
[0030]1、I’ 基板
[0031]10、10’ 凹槽
[0032]2、2’ 絕緣層
[0033]3、3，外延層
[0034]31單晶硅
[0035]32多晶硅
[0036]4過渡基板
[0037]5、5’ 鈍化層
[0038]6、6，引線
[0039]7，MEMS 器件
[0040]71’ 電極
【具體實施方式】
[0041]以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應(yīng)用，本說明書中的各項細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0042]請參閱圖1A至圖3。需要說明的是，以下具體實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實際實施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。
[0043]實施例一
[0044]如圖1A至圖1M所示，本發(fā)明提供一種硅通孔的制作方法，所述制作方法至少包括以下步驟:
[0045]首先執(zhí)行步驟I)提供一基板1，在所述基板I中預(yù)制作硅通孔處采用干法刻蝕或濕法刻蝕以形成凹槽10。其中，所述干法刻蝕至少包括反應(yīng)離子刻蝕(Reactive 1nEtching, RIE)或感應(yīng)稱合等離子體(Inductive Coupled Plasma, ICP),所述濕法刻蝕至少包括采用氫氧化鉀溶液；所述基板I材料為硅；所述凹槽10的開口形狀為圓形或方形，開口大小為80-150 μ m，所述凹槽10的深寬比值范圍為I飛；所述凹槽10側(cè)壁與開口的角度依賴于制作凹槽的方法，采用干法刻蝕時所述凹槽10側(cè)壁與開口的角度可近似為90°(即所述凹槽10側(cè)壁與開口近似垂直)，采用濕法刻蝕時所述凹槽10側(cè)壁與開口的角度為54.7°。具體地，如圖1A所示，在本實施例一中，采用反應(yīng)離子刻蝕(RIE)在所述硅材料基板I中預(yù)制作硅通孔處形成兩個凹槽10以作示意，優(yōu)選地，所述凹槽10的開口形狀為方形，開口大小為100 μ m，所述凹槽10的深寬比值為1.5。接著執(zhí)行步驟2)。
[0046]在步驟2)中，如圖1B所示，在所述形成有凹槽10的基板I上表面，采用化學(xué)氣相沉積(Chemical Vapor Deposition,CVD)、物理氣相沉積(Physical Vapor Deposition,PVD)或熱生長形成所述絕緣層2，此時，位于所述基板內(nèi)的凹槽10表面也形成有絕緣層2，其中，所述絕緣層2的材料為二氧化硅、氮化硅或氮氧化硅，所述絕緣層2的厚度范圍是10(Tl000nm。進(jìn)一步，如圖1C所示，可以利用光刻工藝及緩沖氧化層蝕刻液(BufferedOxide Etch,BOE)刻蝕所述凹槽10底部的絕緣層2以暴露位于所述凹槽10底部的下基板I表面，以使從所述凹槽10底部能后續(xù)外延生長部分填充所述凹槽10的單晶硅，以提高器件的可靠性及降低預(yù)制作的硅通孔中填充物的接觸電阻。在本實施例一中，如圖1C所示，在所述形成有凹槽10的基板I上表面(含所述凹槽10表面)采用熱生長形成二氧化硅絕緣層2，并利用光刻工藝及緩沖氧化層蝕刻液(BOE)刻蝕所述凹槽10底部的絕緣層2以暴露位于所述凹槽10底部的下基板I表面，以利于在所述凹槽10中后續(xù)外延生長可部分填充所述凹槽10的單晶硅，以提高器件的可靠性及降低預(yù)制作的硅通孔中填充物的接觸電阻。接著執(zhí)行步驟3)。
[0047]在步驟3)中，如圖1D所示，在所述絕緣層2的表面，邊摻雜邊外延生長硅材料外延層3直至填充滿所述凹槽10，而后如圖1E所示，采用化學(xué)機(jī)械拋光工藝減薄所述外延層3，直至暴露出所述基板I上表面的絕緣層2，此時，暴露出的所述基板I上表面的絕緣層2位于所述凹槽10開口的兩側(cè)上，即只保留了所述凹槽10中的所述外延層3(請參閱圖1E)。當(dāng)前述步驟2)中形成的絕緣層2為圖1B所示情況，即所述基板表面及基板內(nèi)的凹槽10表面(含凹槽10的側(cè)壁及底面)均形成有絕緣層2，則采用邊摻雜邊外延生長所述外延層3時，沿所述凹槽10表面(含凹槽10的側(cè)壁及底面)的絕緣層2外延生長的填充所述凹槽10的外延層3為多晶娃(未圖不)。
[0048]需要指出的是，若后續(xù)制作過程中，需要在先形成圖形化的絕緣層，則在步驟3)中還包括對所述絕緣層2進(jìn)行圖形化并刻蝕，以形成在后續(xù)制作過程中所需的圖形化的所述絕緣層2。
[0049]具體地,在本實施例一中，如圖1E所示,所述凹槽10內(nèi)填充有絕緣層2和外延層3，其中，所述絕緣層2位于所述凹槽10的側(cè)壁，所述外延層3是邊摻雜邊外延生長填充滿所述凹槽10的，且填充所述凹槽10的外延層3為多晶硅與單晶硅的混合物。
[0050]需要說明的是，由于本實施例一的前述步驟2)中已刻蝕所述凹槽10底部的絕緣層2，并將所述凹槽10底部的下基板I表面暴露出，因此在所述步驟3)中邊摻雜邊外延生長硅材料外延層3時，沿所述凹槽10底部的下基板I表面外延生長的為單晶硅31，沿所述凹槽10側(cè)壁的絕緣層2外延生長的為多晶硅32，形成填充所述凹槽10的外延層3為多晶硅32與單晶硅31的混合物，且由于所述凹槽10的深寬比值范圍為f 5 (本實施例一中所述凹槽10的深寬比值為1.5)，所述外延層經(jīng)過減薄后，位于所述凹槽10開口處的填充物(外延層3)表面暴露出單晶硅31，即同時存在單晶硅31和多晶硅32，所述外延層3填充物中單晶硅和多晶硅的分布請參閱圖3。[0051]需要進(jìn)一步說明的是，當(dāng)所述硅通孔用于電連接時，由于用于電連接的連線多為金屬材質(zhì)，則單晶硅與連線可以形成良好的歐姆接觸，使接觸電阻較小，因此，當(dāng)位于所述凹槽10開口處的填充物(外延層3)表面同時存在單晶硅和多晶硅時，由于單晶硅的存在，有效地解決了單純使用多晶硅填充造成的填充物與重布線層(RDL)的連線的接觸電阻較大的問題，以利用提高器件的性能。接著執(zhí)行步驟4)。
[0052]在步驟4)中，采用化學(xué)機(jī)械拋光工藝對所述基板I進(jìn)行背面減薄，直至暴露所述凹槽10，形成填充有外延層3及絕緣層2的硅通孔。
[0053]需要指出的是，當(dāng)所述凹槽10底部存在絕緣層2時，則對所述基板I背面減薄時直至暴露所述凹槽10底部的絕緣層2，即形成填充有外延層3 (純多晶硅)且在側(cè)壁及暴露面均存在絕緣層2的硅通孔，進(jìn)一步，若不需要所述硅通孔暴露面的絕緣層2，可刻蝕所述絕緣層2利用光刻工藝及緩沖氧化層蝕刻液(BOE)直至暴露出所述硅通孔中的填充物(夕卜延層3，即純多晶硅)；當(dāng)所述凹槽10底部在前述步驟2)中已刻蝕掉絕緣層2時，則對所述基板I背面減薄時，直至暴露所述凹槽10內(nèi)的外延層3 (多晶硅和單晶硅的混合物)填充物，形成填充有外延層3 (多晶硅和單晶硅的混合物)及在側(cè)壁具有絕緣層2的硅通孔。
[0054]需要說明的是，對所述基板I進(jìn)行背面減薄之前，如圖1F至IG所示，還包括將所述基板I上表面與一過渡基板4鍵合，其中，所述過渡基板4至少包括藍(lán)寶石襯底，則對所述基板I進(jìn)行背面減薄之后(請參閱圖1H)，還包括去除所述過渡基板4，如圖1I所示，形成填充有外延層3及絕緣層2的硅通孔。
[0055]需要進(jìn)一步說明的是，若需要制作可供電連接的硅通孔:一種方法是(如圖1J所示)在所述形成的硅通孔一暴露面上形成鈍化層5，進(jìn)一步，如圖1K所示，在所述鈍化層5中對應(yīng)所述硅通孔處開窗口直至暴露出所述硅通孔的外延層3，并在所述窗口中采用濺射鋁或化學(xué)氣相沉積(CVD)多晶硅形成引線6，以形成可供后續(xù)用于電連接的硅通孔；另一種方法是(如圖1L所示，在所述基板I的上表面鍵合了藍(lán)寶石過渡基板4并背面減薄所述基板I但還未去除藍(lán)寶石過渡基板4時)，在所述經(jīng)減薄的基板I背面形成鈍化層5，進(jìn)一步，如圖1M所示，在所述鈍化層5中對應(yīng)所述硅通孔處開窗口，直至暴露出所述硅通孔的外延層3，并在所述窗口中采用濺射鋁或化學(xué)氣相沉積(CVD)多晶硅形成引線6，以供電連接，而后，去除所述藍(lán)寶石襯底過渡基板4，形成可供后續(xù)用于電連接的硅通孔，如圖1K所示。
[0056]在本實施例一中，先提供一過渡基板4 (請參閱圖1F)，將所述基板I上表面與一藍(lán)寶石襯底的過渡基板4鍵合(請參閱圖1G)，然后采用化學(xué)機(jī)械拋光工藝對所述基板I進(jìn)行背面減薄，如圖1H所示，直至暴露所述凹槽10內(nèi)的外延層3 (多晶硅32和單晶硅31的混合物，請參閱圖3)填充物，而后去除所述過渡基板4，如圖1I所示，形成填充有外延層3及在側(cè)壁具有絕緣層2的硅通孔，所述硅通孔的暴露面均包含外延層3和絕緣層2。
[0057]本實施例一提供的硅通孔的制作方法，與傳統(tǒng)填充有金屬或純多晶硅填充物的硅通孔相比，本發(fā)明采用外延生長的硅材料來填充硅通孔，因此硅通孔的外延填充物致密性很高，從而提高了器件的可靠性；同時本發(fā)明制作的外延層填充物為多晶硅或多晶硅與單晶硅的混合物，其熱膨脹系數(shù)與硅的熱膨脹系數(shù)差異不大，能夠有效解決填充物與硅的熱膨脹系數(shù)差異引起的器件可靠性降低的問題。
[0058]實施例二
[0059]實施例二與實施例一采用基本相同的技術(shù)方案，不同之處在于本實施例二的硅通孔制作方法適用于硅通孔實現(xiàn)MEMS器件的電連接的情況，具體不同之處體現(xiàn)在步驟4)中，容后詳述。
[0060]如圖2A至圖2H所示，本發(fā)明提供一種硅通孔的制作方法，所述制作方法至少包括:
[0061]首先執(zhí)行與實施例一中相同的步驟1)?3)，如圖2A?2D所示，在基板I’上制作填充硅材料外延層3’及側(cè)壁形成絕緣層2’的凹槽10’。其中，所述凹槽10’對應(yīng)預(yù)制作的硅通孔處；所述凹槽10’的側(cè)壁上形成有絕緣層2’但其底部不存在絕緣層2’ ；所述凹槽10’中填充滿外延生長的多晶硅和單晶硅混合物的外延層3’，且位于所述凹槽10’開口處的填充物(外延層3’)表面同時存在單晶硅和多晶硅。接著執(zhí)行步驟4)。
[0062]在步驟4)中，如圖2E所示，先提供一需進(jìn)行電連接的MEMS器件7’;而后，如圖2F所示，將所述MEMS器件7’中需電連接組件表面的電極71’與所述基板I’內(nèi)凹槽10’的外延層3’對準(zhǔn)鍵合；然后，如圖2G所示，對所述基板I’進(jìn)行背面減薄，直至暴露出所述凹槽10’內(nèi)的外延層3’(多晶硅和單晶硅組成的混合物)，形成填充有外延層3’及側(cè)壁形成有絕緣層2’的硅通孔；而后，如圖2H所示，在所述經(jīng)減薄的基板I’背面形成鈍化層5’，并在所述鈍化層5’中對應(yīng)所述硅通孔處開窗口，直至暴露出所述硅通孔的外延層3’，并在所述窗口中濺射鋁或化學(xué)氣相沉積(CVD)多晶硅形成引線6’，具體地，在本實施例二中，采用濺射鋁形成引線6’，以供所述MEMS器件7’通過所述硅通孔實現(xiàn)電連接，即通過所述的引線6’、硅通孔內(nèi)的外延層3’、MEMS器件7’的電極71’形成導(dǎo)電通路。而后，再對所述MEMS器件V進(jìn)行后續(xù)處理，例如封裝(未圖示)。
[0063]需要說明的是，由于單晶娃與MEMS封裝中的重布線層(Re-Distribute Layer,RDL)的連線可以形成良好的歐姆接觸，使接觸電阻較小，因此，當(dāng)位于所述凹槽10’開口處的填充物(外延層3’)表面同時存在單晶硅和多晶硅時，由于單晶硅的存在，有效地解決了單純使用多晶硅填充造成的填充物與重布線層(RDL)的連線的接觸電阻較大的問題，以利用提高器件的性能。
[0064]綜上所述，與傳統(tǒng)填充有金屬或純多晶硅填充物的硅通孔相比，本發(fā)明采用外延生長的硅材料來填充硅通孔，因此硅通孔的外延填充物致密性很高，從而提高了器件的可靠性；同時本發(fā)明制作的外延層填充物為多晶硅或多晶硅與單晶硅的混合物，其熱膨脹系數(shù)與硅的熱膨脹系數(shù)差異不大，能夠有效解決金屬填充物與硅的熱膨脹系數(shù)差異引起的器件可靠性降低的問題；而且本發(fā)明制作的外延層填充物中存在單晶硅，單晶硅與重布線層(RDL)的連線可以形成良好的歐姆接觸，使接觸電阻較小，解決了單純使用多晶硅填充造成的填充物與重布線層(RDL)的連線的接觸電阻較大的問題。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。
[0065]上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種硅通孔的制作方法，其特征在于，所述制作方法至少包括以下步驟: 1)提供一基板，在所述基板中預(yù)制作硅通孔處形成凹槽； 2)在所述形成有凹槽的基板上表面形成絕緣層； 3)在所述絕緣層的表面生長硅材料外延層直至填充滿所述凹槽，而后減薄所述外延層直至暴露出所述基板上表面的絕緣層； 4)對所述基板進(jìn)行背面減薄，直至暴露所述凹槽，形成填充有外延層及絕緣層的硅通孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅通孔的制作方法，其特征在于:所述步驟2)還包括形成絕緣層后再去除凹槽底部的絕緣層以保留所述凹槽側(cè)壁的絕緣層的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的硅通孔的制作方法，其特征在于:在所述步驟3)中，外延生長所述外延層的同時進(jìn)行摻雜，生長的所述外延層為多晶硅與單晶硅的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的硅通孔的制作方法，其特征在于:所述步驟4)為將一器件中需電連接組件表面的電極與所述基板內(nèi)凹槽的外延層對準(zhǔn)鍵合，然后對所述基板進(jìn)行背面減薄直至暴露出所述凹槽內(nèi)的外延層，形成填充有外延層及絕緣層的硅通孔，而后在所述經(jīng)減薄的基板背面形成鈍化層，并在所述鈍化層中對應(yīng)所述硅通孔處開窗口直至暴露出所述硅通孔的外延層，最后，在所述窗口中形成引線以供所述器件通過所述硅通孔實現(xiàn)電連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的硅通孔的制作方法，其特征在于:所述步驟4)中對所述基板進(jìn)行背面減薄時，直至暴露出所述凹槽內(nèi)的外延層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅通孔的制作方法，其特征在于:在所述步驟I)中，對所述基板采用干法刻蝕或濕法刻蝕以形成凹槽，其中，所述干法刻蝕至少包括反應(yīng)離子刻蝕或感應(yīng)耦合等離子體刻蝕，所述濕法刻蝕至少包括采用氫氧化鉀溶液。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅通孔的制作方法，其特征在于:所述步驟2)采用熱生長、化學(xué)氣相沉積或物理氣相沉積形成所述絕緣層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅通孔的制作方法，其特征在于:所述步驟3)中采用外延生長所述外延層的同時進(jìn)行摻雜，生長的所述外延層為多晶硅。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅通孔的制作方法，其特征在于:所述步驟3)還包括對所述絕緣層進(jìn)行圖形化并刻蝕以保留所需圖形的所述絕緣層的步驟。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的硅通孔的制作方法，其特征在于:所述步驟4)中對所述基板進(jìn)行背面減薄之前還包括將所述基板上表面與一過渡基板鍵合的步驟。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的硅通孔的制作方法，其特征在于:所述過渡基板至少包括藍(lán)寶石襯底。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅通孔的制作方法，其特征在于:所述步驟4)還包括在所述經(jīng)減薄的基板背面或形成的硅通孔一暴露面上形成鈍化層的步驟。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的硅通孔的制作方法，其特征在于:在所述鈍化層中對應(yīng)所述硅通孔處開窗口，直至暴露出所述硅通孔的外延層，在所述窗口中形成引線以供電連接。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅通孔的制作方法，其特征在于:所述絕緣層材料至少包括二氧化硅、氮化娃或氮氧化硅。
【文檔編號】B81C1/00GK103879951SQ201210553436
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2012年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月19日
【發(fā)明者】焦繼偉, 王敏昌 申請人:中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所