專利名稱：具有通孔互連的裝置及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種包括通孔互連的裝置，所述通孔互連電連接到已經 提供在基板上的功能元件，以及用于制造該裝置的方法。本發(fā)明適用于 提供在基板上的裝置，例如，發(fā)光元件如半導體激光器，或光接收元件 例如固態(tài)圖像傳感裝置等，作為功能元件。
背景技術：
近年來采用了一項技術，其中通孔互連從基板上的一側穿過基板到 達基板的另一側，在基板上提供有功能元件，以減小電子器件或光學器 件的尺寸或者增加功能性，所述電子器件是諸如IC (集成電路)或LSI (大規(guī)模集成電路)等，所述光學器件是諸如OEIC (光電子集成電路) 或光學拾取器等。
用于形成通孔互連的相關的技術方法可以根據通孔形成的方向分成 兩類。圖IIA到IIE是示意性的截面圖，其示意性地說明了根據第一方 法的制作過程。在第一方法中，在提供有元件的基板上形成從第一側(前 側)向第二側(后側)的小孔。 一旦導電材料被填充到所述孔中，那么所述基板的兩側被拋光以便形成通孔互連(例如，見未審査的日本專利
申請，第一版號2001-351997，以及2002 ICEP Proceedings, 327頁)。圖 12A到12C是示意性的截面圖，其示意性地說明了根據第二方法的制作 過程。在該第二方法中，在其上提供有元件的基板的第一側(前側)上 提供墊，并且形成從基板的第二側(后側)向該墊的小孔形成。然后， 導電材料被填充到那些小孔中以形成通孔互連。
在第一種方法中，提供例如在其第一側(圖中的上側)上具有功能 元件212的平行板基板211 (圖11A)。然后，在由抗蝕劑或類似物制成 的保護膜215被提供以覆蓋至少該功能元件212之后，例如圓柱形小孔 (孔)216從所述基板211的第一惻形成(圖IIB)。這里，參考數字216' 指示所述多個孔的內側壁。然后，導電材料217被設置成覆蓋所述基板 211的第一側以及填充到所述孔216中(圖IIC)。在導電材料217中， 由參考數字217a指示的部分是填充所述孔216的導電材料217的一部分， 由參考數字217b指示的部分是覆蓋所述基板211的第一側的導電材料 217的部分。然后，所述基板211的兩側經歷拋光以使填充孔216部分 217a的一部分(下文中稱為"通孔互連")217c保留(圖IID)。參考數 字211'指示拋光后的基板。在上述過程中，獲得通孔互連217c，其從 第一側到第二側(圖中的下側)穿透所述基板2ir。然后，在拋光之后， 覆蓋至少所述通孔互連217c并電連接到所述通孔互連217c的墊213以 及電連接在墊213以及功能元件212之間的電路214被提供在所述基板 211，的第一側上(圖IIE)。根據所述第一方法，由于功能元件212以及 通孔互連217通過所述電路214以及墊213電連接，功能元件212能夠 具有在所述基板212'的第二側上的電連接端子。需要注意的是覆蓋所述 基板211的第一側的部分217b的部分可以被留下，所以在上述拋光步驟 中所述留下的部分可以被用作電路。
但是，所述第一方法具有如下缺點
在第一方法中，等離子體處理被用于提供基板211的第一側中的孔
216。在此步驟中，基板211和保護膜215被直接暴露于等離子體，并且被 由所述等離子體導致的熱或外力所影響。結果，功能元件212以及基板 211受到穿過基板211或保護膜215的等離子體的某種程度的影響。
另外，拋光過程被用于形成通孔互連217c以使填充到孔216中的導
電材料217的部分217a被暴露于基板211'的兩側。在此拋光過程中， 基板211的厚度被減小以獲得基板211'，并且覆蓋提供在所述基板的第 一側的功能元件212的保護膜215同時被去除。結果，功能元件212在 某種程度上受到所述基板所受到的熱和外力。
這樣的熱和外力可能影響功能元件212的功能和性能。
(2)在第一方法中，基板211的兩側被拋光以將基板2ir的厚度
減小到最終產品的厚度，并且用以形成從其第一側到第二側穿透基板 211'的所述通孔互連217c。因此，在第一方法中所述拋光過程是不可缺 少的，這趨向于增加裝置制造成本。
作為所述第一方法的缺點(1)和(2)的解決方案，第二種方法由 本發(fā)明人提出。在第二方法中，有可能在己經在其第一側上提供了功能 元件312、墊313和電路(接線)314的基板311中形成通孔互連，并且 在所述基板上所述功能元件312被電連接到墊313或者通過電路314電 連接到墊313。
圖12A到12C是截面圖，其示意性地說明了根據第二方法的制造過 程。在所述第二方法中，在例如其第一側上具有墊313的基板311被提 供(圖12A)。隨后，圓柱形孔316被從所述基板311的第二側(圖中的 下側)形成直到墊313的后側(在該孔形成前已經與所述基板311接觸 的側)被暴露(圖12B)。這里，參考數字316'指示該孔的內側壁。隨 后，導電材料317 (下文中稱為"通孔互連")被提供以填充孔316 (圖 12C)。
根據第二方法，墊313和被置于所述墊之間并與其電連接的各種器
件(沒有示出)可以被預先提供在基板311的第一側上。因此，通過簡 單地形成所述通孔互連317有可能給基板311的第一側上的器件提供基 板311的第二側上的電連接端子。另外，不同于第一方法，由于沒有必 要在形成所述通孔互連之后拋光基板311，沒有材料被浪費，并且額外的 制作步驟可以省略。因此第二方法的有利之處在于其可提供成本降低。 但是，第二方法缺點如下
(1) 不對在已經從基板311的第二側形成的孔316的內側壁316' 進行特殊的處理。因此，所填充的導電材料317和基板311之間的附著 力(adhesion)是差的。作為結果，可能在導電材料317和內側壁316， 之間形成間隙，或者包含在導電材料317中的元素可能趨向于擴散到基 板311。
(2) 在將導電材料317填充進孔316之前，孑L316的底部即墊313 的后側(在該孔形成之前已經與基板311接觸的側)被作成暴露的。對 于墊313，鋁基金屬被優(yōu)選地使用。由于鋁基金屬容易被氧化， 一個不均 勻的氧化區(qū)320將緊跟在孔316形成之后形成在所述金屬的這樣暴露的 表面上。作為結果，氧化區(qū)320充當電阻擋并且可能阻止或者使導電材 料317與墊313之間的電連接不穩(wěn)定，這使長期可靠性方面的改進成為 困難。
因此，在第二方法中，需要一種新設計的裝置以及其制造方法，其 可解決形成間隙的問題，材料擴散的問題，或者發(fā)生在是孔316的內壁 的部分的側壁316'上或者墊313的后側上的氧化問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明是考慮到上述背景而構思的，并且其目的是提供一種裝置及 其制造方法，其可減少間隙的形成，材料的擴散，或者發(fā)生在孔的內壁 以及由填充在小孔(孔)中的導電材料制成的通孔互連之間的氧化，并
且可穩(wěn)定墊和通孔互連之間的電連接。
根據本發(fā)明一個方面的裝置包括第一基板，包括第一側和第二側; 功能元件，其在第一基板的第一側上；墊，其電連接到所述功能元件； 以及通孔互連，其被提供在從所述第一側延伸通過第一基板到所述第二 側的孔中，所述通孔互連包括第一導電材料，其被電連接到所述墊； 以及導電區(qū)，其被沿著所述第一導電材料與所述第一基板之間的孔的內 表面提供，并且包括由第二導電材料制成的第一層和由不同于所述第二 導電材料的第三導電材料制成的第二層，其中，所述第二導電材料和所 述第三導電材料不同于所述第一導電材料，并且其中，所述第二層提供 在所述孔的內表面上，并且所述第一層被提供以便覆蓋所述第二層和限 定所述孔的底部的所述墊。
上述裝置可以還包括絕緣電介質區(qū)，其形成在所述第二層與所述第 一基板之間的所述孔的內側壁上。
在上述裝置中，所述第一導電材料為金錫合金、錫鉛合金、金屬錫、 金屬銦、錫基焊料、鉛基焊料、金基焊料、銦基焊料或鋁基焊料。
在上述裝置中，所述第三導電材料為表現出對所述電介質區(qū)的優(yōu)良 附著力的材料。
在上述裝置中，所述第二導電材料為關于所述第一導電材料具有優(yōu) 良可濕性的材料。
根據本發(fā)明另一個方面的制造裝置的方法包括以下步驟提供包括 第一側和第二側的第一基板，被提供在第一基板的第一側上的功能元件， 以及被電連接到所述功能元件的墊；從第一基板的第二側形成孔，直到 所述墊被暴露；在所述孔的內表面上形成由第三導電材料制成的導電區(qū) 的第二層，和由不同于所述第三導電材料的第二導電材料制成的導電區(qū) 的第一層，以便覆蓋所述第二層和限定所述孔的底部的所述墊；以及填 充第一導電材料到所述孔中以限定通孔互連，其中所述第二導電材料和
所述第三導電材料不同于所述第一導電材料。
上述方法可以還包括以下步驟在所述第二層與所述第一基板之間 的所述孔的內側壁上提供絕緣電介質區(qū)。
根據本發(fā)明另一個方面的裝置包括第一基板，其包括第一側和第二 側；功能元件，其在所述第一基板的第一側上；墊，其通過第一電路電 連接到所述功能元件；以及通孔互連，其被提供于從第一側延伸通過第 一基板到第二側的孔中，所述通孔互連包括電連接到所述墊的第一導電 材料；以及導電區(qū)，其被提供于所述第一傳導材料和所述內表面之間的 孔的內表面的一部分處，并且是由不同于第一導電材料的第二導電材料 制成。
在上述裝置中，由不同于所述通孔互連的第一導電材料的第二導電 材料制成的所述導電區(qū)被提供在所述孔的內表面的至少一部分上，即所 述孔的內側壁以及底部的至少一個上。因此，所述通孔互連通過所述導 電區(qū)在所述導電區(qū)被提供的地方接觸所述孔的內表面。通過使用具有關 于第一導電材料具有極好可濕性的材料作為第二導電材料，通過填充第 一導電材料而形成的第一基板和通孔互連之間的附著力可被增強。因此， 第一基板和第一導電材料之間的間隙的形成被防止。通過使用具有極好 擴散阻擋特性(鈍化)的材料作為第二導電材料，包括在第一導電材料 中的元素被防止擴散到第一基板或者所述墊。因此，可以防止所述裝置 的特性的惡化。通過使用一種抵抗氧化的材料作為第二導電材料，在所 述墊的表面上墊的氧化被防止。因此，所述墊和所述通孔互連之間的電 連接被穩(wěn)定。
在上述裝置中，所述導電區(qū)可以被提供在限定所述孔的底部的所述 墊的后側上。
在上述裝置中，所述導電區(qū)可以是增強第一導電材料與墊之間的附 著力的材料制成的。
在上述裝置中，所述導電區(qū)可以被提供在所述孔的側壁上。
在上述裝置中，第一導電材料可以包含至少一種元素，并且所述導 電區(qū)可以防止包含在所述第一導電材料中的所述至少一種元素擴散到第 一基板。
在上述裝置中，所述導電區(qū)可以被提供在限定所述孔的底部的所述 墊的后側以及所述孔的側壁上。
在上述裝置中，所述導電區(qū)可以由增強孔的內壁與墊之間的附著力 的材料制成。
在上述裝置中，第一導電材料可以包含至少一種元素，并且所述導 電區(qū)可以防止包含在所述第一導電材料中的所述至少一種元素擴散到第
—基板o
在上述裝置中，可能優(yōu)選的是通孔互連與墊之間的接觸區(qū)的周邊是 在墊與第一基板之間的接觸區(qū)的周邊內。
在上述裝置中，所述導電區(qū)可以包括至少兩層，并且所述至少兩層 是由不同的材料制成的。
在上述裝置中，絕緣電介質區(qū)可以形成在所述第一導電材料與所述
第一基板之間的所述孔的內側壁上；并且第一基板可以是由導電材料形 成的。
在上述裝置中，所述絕緣電介質區(qū)可在第一基板的所述第二側處從 所述孔延伸，以覆蓋第一基板的第二側的部分；所述導電區(qū)可以在第一 基板的所述第二側處從所述孔延伸并且覆蓋從所述孔延伸的絕緣電介質 區(qū)的部分；以及，所述通孔互連可以在第一基板的所述第二側處從所述 孔延伸并且覆蓋從所述孔延伸的所述導電區(qū)的部分。
在上述裝置中，所述通孔互連可以完全地覆蓋從所述孔延伸的導電 區(qū)的末端。
上述裝置可以還包括第二基板，其被接合到所述第一基板的第一側
的部分。
在上述裝置中，所述絕緣電介質區(qū)可以在第一基板的所述第二側處 從所述孔延伸，并且覆蓋第一基板的所述第二側的部分；第二電路可以 在第一基板的第二側處被提供于所述通孔互連的末端；并且凸塊可以被 提供在第二電路上。
在上述裝置中，所述第二電路可以是多層的電路，并且所述電路的 層間可以被插入第二絕緣層。
在上述裝置中，所述多層電路可以包括兩層的結構，并且所述兩層 可以由通過所述第二絕緣層形成的第二通孔互連而連接。
本發(fā)明的另一個方面是制作裝置的方法，包括步驟提供包括第一 側和第二側的第一基板，提供在第一基板的第一側上的功能元件，以及 電連接到所述功能元件的墊；以及從第一基板的第二側形成孔直到所述 墊被暴露為止；在所述孔的內表面的至少一部分上形成由第二傳導材料 制成的導電區(qū)；以及將第一導電材料填充到所述孔中以限定通孔互連， 其中所述第二導電材料不同于所述第一導電材料。
在上述方法中，在形成所述孔的步驟之后，在所述孔的內表面的至 少一部分上形成由不同于第一導電材料的第二導電材料制成的導電區(qū)的 步驟在填充第一導電材料到所述孔中以限定通孔互連的步驟之前被執(zhí) 行。因此，有可能提供由第二導電材料制成的導電區(qū)，所述第二導電材 料不同于制成所述孔的內表面的至少一部分與所述通孔互連之間的通孔 互連的第一傳導材料。通過控制用于形成此導電區(qū)的方法和條件，所述 導電區(qū)可以在所需的位置，如所述孔的內側壁和底部的至少一個被提供 到所需的厚度。
上述方法可以還包括步驟使用干薄膜抗蝕劑圖案化由第二導電材 料制成的所述導電區(qū)。
上述方法可以還包括提供連接功能元件和墊的電路。
在根據本發(fā)明的第一方面的裝置中，由于由第二導電材料制成的導 電區(qū)能夠防止間隙的形成，材料的擴散，或者發(fā)生在該孔的內表面以及 由第一導電材料制成的通孔互連之間的氧化，所述墊和所述通孔互連之 間的電連接的穩(wěn)定性被改進。因此，本發(fā)明可提供具有長期穩(wěn)定性的裝 置。
另外，由于根據本發(fā)明的第二方面的制造裝置的方法包括在所述孔 的內表面的至少一部分上提供由第二導電材料制成的導電區(qū)的步驟，該 方法可提供一種裝置，其能夠防止間隙的形成，材料的擴散，或者發(fā)生 在該孔的內表面以及通孔互連之間的氧化。


通過參照附圖來詳細描述本發(fā)明的示例實施例，本發(fā)明的以上和其 他目的，特征以及優(yōu)點將會更明顯，在附圖中
圖1是示意性的截面圖，說明了根據本發(fā)明的裝置的一示例實施例； 圖2是示意性的截面圖，說明了根據本發(fā)明的裝置的另一示例實施
例；
圖3是示意性的截面圖，說明了根據本發(fā)明的裝置的另一示例實施
例；
圖4是部分的示意性的截面圖，說明了根據本發(fā)明的裝置的另一示 例實施例；
圖5是部分的示意性的截面圖，說明了根據本發(fā)明的裝置的另一示 例實施例；
圖6是部分的示意性的截面圖，說明了根據本發(fā)明的裝置的另一示 例實施例；
圖7是示意性的截面圖，說明了根據本發(fā)明的裝置的另一示例實施
例；
圖8是示意性的截面圖，說明了根據本發(fā)明的裝置的另一示例實施
例；
圖9A到9F是示意性的截面圖，說明了根據本發(fā)明的示例實施例的 制造裝置的方法中的步驟；
圖IO是曲線圖，示出了俄歇電子譜儀(Auger electron spectroscopy) 的結果；
圖IIA到IIE是截面圖，說明了第一相關技術制造方法中的制造過 程；以及
圖12A到12C是截面圖，說明了第二相關技術制造方法中的制造過程。
具體實施例方式
下面將參照附圖詳細描述本發(fā)明的示例實施例。所描述的示例實施 例目的在于對本發(fā)明的理解，并且目的不是要以任何方式限制本發(fā)明的 范圍。
更具體地，圖1-3說明了其中使用了絕緣基板的示例實施例，并且 圖4到6說明了其中使用了導電基板的示例實施例。每個圖示意性地示 出了根據本發(fā)明的示例實施例的裝置的結構，并且一些伴隨有平面圖以 提供更清楚的理解。
圖1是示意性的截面圖，說明了根據本發(fā)明的裝置的一示例實施例， 并且一小孔(孔)被提供并且所述孔的整個內壁被由第二導電材料制成 的導電區(qū)完全地覆蓋。如這里使用的，術語"孔的整個內壁"包括所述 孔的底部(即墊的后側)以及所述孔的內側壁。
如圖1所示的裝置10包括由絕緣材料，例如玻璃，陶瓷等制成的第 一基板11，功能元件12，例如發(fā)光器件，被提供在第一基板11的第一 側(圖中的上側)上的墊13，電連接在功能元件12和墊13之間的第一
電路(接線)14，電連接到墊13的通孔互連15，以及導電區(qū)18。通孔 互連15是通過在從第一側向第二側(圖中的下側)的所述孔的內表面16' 的至少一部分中填充第一導電材料17而形成的。所述導電區(qū)18是由不 同于第一傳導材料17的第二導電材料制成的。這里，所述孔的內表面包 括限定墊13的后側(在該孔形成之前已經與第一基板11接觸的側)的 該孔的底部以及該孔的內側壁。參考數字18a指示提供在該孔的底部上 的導電區(qū)的部分。參考數字18b指示提供在該孔的內壁處的所述導電區(qū) 的其余部分。
作為墊13以及第一電路14的材料，表現出優(yōu)良導電性的材料被優(yōu) 選地使用，例如鋁(A1)，銅(Cu)，鋁硅(A1-Si)合金，或者鋁硅銅(A1-Si-Cu)
合金。然而這些材料容易被氧化。
作為通孔互連15的第一導電材料17，除金屬如錫(Sn)，金-錫 (Au-Sn)基合金等之外的焊料如錫(Sn)基，鉛(Pb)基，金(Au) 基，銦(In)基，以及鋁(Al)基焊料等被優(yōu)選地使用。
作為導電區(qū)18的第二導電材料，表現出傳導性和關于通孔互連15 的第一導電材料的優(yōu)良可濕性的，抗氧化的，并且能夠防止包括在第一 導電材料17中的元素的擴散的材料可以被優(yōu)選地使用。這樣的材料的例 子包括當使用單層時的金(Au)，鈦(Ti)，鈦-鎢(TiW)，以及當使用堆 疊的層時的金(上層)/銅(下層)。
導電區(qū)18被設置于所述孔的內表面16'的內表面的至少一部分，以 使其表現其有效性。
圖2是示意性的截面圖，說明根據本發(fā)明的具有基板21的裝置20 的另一示例實施例。在此圖中，所述導電區(qū)的部分28 (下文中，稱為"導 電區(qū)28")僅被提供在限定墊23的后側的所述孔的底部，其對應于圖1 中示出的實施例中的18a。通過在墊23的后側提供這樣一導電區(qū)，導電 區(qū)28幫助長時間地維持墊23與通孔互連25之間的優(yōu)良傳導性，因為墊
23的氧化可被防止。
在圖2所示的結構中，能夠提高第一導電材料27與墊23之間的附 著力的材料被優(yōu)選地用作導電區(qū)28。當墊23具有由Cr和Qi制成的雙 層結構時特定的例子是金-錫(Au-Sn)基合金作為第一導電材料27以及 鎳(Ni)作為導電區(qū)28。優(yōu)選地，Ni是使用鍍或者濺射方法形成的。
圖3是示意性的截面圖，說明根據本發(fā)明的裝置30的另一示例實施 例。在此圖中，導電區(qū)的部分38 (下文中，被稱為"導電區(qū)38")僅被 提供在所述孔的側壁上，其對應于圖1中所示的實施例中的18b。通過向 第一基板31中的孔提供此導電區(qū)，由于通孔互連35與第一基板31之間 的弱化的附著力所導致的所述通孔互連35在所述孔中的移位，以及如此 導致的通孔互連35從所述孔的滑脫可以被防止。結果是，通孔互連35 可以長時間地保持到墊33的優(yōu)良傳導性。
在圖3示出的結構中，導電區(qū)38優(yōu)選地具有防止包含在第一導電材 料37中的元素擴散到第一基板31中的特性。作為材料組合的特定例子， 當第一傳導材料37由金-錫(Au-Sn)基合金制成并且第一基板31由硅 制成時，鎳(Ni)或者氮化鈦(TiN)被用于導電區(qū)38。優(yōu)選地，Ni是 使用鍍或者濺射方法形成的，并且TiN是通過濺射或者化學氣相沉積 (CVD)方法形成的。
導電區(qū)18可以被設置在所述孔的內表面16'的整個表面上，如圖l 所示。因為除了墊13和通孔互連17之間的傳導性的長期可靠性之外， 通孔互連17的傳導性的長期可靠性亦可得到保證，所以提供導電區(qū)18a 和導電區(qū)18b是優(yōu)選的。
另夕卜，在圖1所示的結構中，能夠改進孔16'的內表面和墊13之間 的附著力的材料被優(yōu)選地用于所述導電區(qū)18。作為用于改進附著力的材 料組合的特定的例子，當第一導電材料17由金-錫(Au-Sn)基合金制成 時，金(Au)被用于導電區(qū)18。在此情況中，Au被優(yōu)選地使用鍍或者
濺射方法形成。
在圖1所示的結構中，導電區(qū)18優(yōu)選地具有防止包含在第一導電材 料17中的元素擴散到第一基板11中的特性。作為用于防止材料擴散的 材料組合的例子，當第一導電材料17由金-錫(Au-Sn)基合金制成時鎳 (Ni)被用于導電區(qū)18。在此情況中，Ni被優(yōu)選地使用鍍或者濺射方法 形成。
在圖1中，墊13的平面圖被示出以闡明墊13與通孔互連15之間的 位置關系。通孔互連15與墊13之間的接觸區(qū)(即由孔16'的周邊限定 的圓形區(qū))被優(yōu)選地置于墊13和第一基板11之間具有矩形周邊的接觸 區(qū)內。在此配置中，當所述孔從第一基板ll的第二側(圖中的下側)形 成時，可以確保通孔互連15與墊13之間的整個接觸區(qū)位于墊13和第一 基板11之間的接觸區(qū)中。因此，墊13和第一基板11之間的接觸被建立。
在此結構中，由于基板11與墊13之間沒有間隙，當第一導電材料 17被填充到該孔中以形成所述通孔互連15時，第一導電材料17被防止 流動到第一基板11的第一側(圖中的上側)。因此，對已經提供在第一 基板11上的電路14和器件12的不利影響可被防止。因此，有可能形成 高度可靠的電連接。
圖4-6是局部示意性截面圖，說明了根據本發(fā)明的裝置的其他實施 例，其中導電材料如硅或者鎵的砷化物被用于第一基板。
圖4是局部示意性截面圖，說明了根據本發(fā)明的裝置的另一個示例 實施例。在此圖中，由絕緣材料制成的電介質區(qū)49被提供在該孔的內部 側壁46，上，并且整個內壁(即電介質區(qū)49和墊43的后側)被由第二 傳導材料制成的導電區(qū)48覆蓋。作為用于電介質區(qū)49的絕緣材料，例 如氧化硅(Si02)，氮化硅(SiN)，或氮氧化硅(SiNOx)可以被使用。
就是說，當第一基板41是由導電材料制成時，有可能通過在第一基 板41的孔的內側壁46'上提供由絕緣材料制成的電介質區(qū)49來限定上
面提到的結構。有可能通過以由第二導電材料制成的導電區(qū)48來覆蓋電 介質區(qū)49以及墊43的后側而在圖4中所示的裝置中長時間地維持墊43 與通孔互連45中的導電材料46之間的優(yōu)良的電連接，如圖4中所示。 墊43通過第一電路(接線)44電連接到功能元件42。
圖5是部分的示意性的截面圖，說明了根據本發(fā)明的裝置的另一個 示例實施例。類似于圖4的示例實施例，該裝置包括第一基板51，功能 元件52，第一電路54以及通孔互連55。在此圖中，在僅覆蓋孔的側壁 56'的由絕緣材料制成的電介質區(qū)59被提供之后，由第三導電材料制成 的導電區(qū)58a僅被提供在電介質區(qū)59上。隨后，導電區(qū)58a以及墊53 的后側被由第二傳導材料制成的導電區(qū)58b覆蓋。
如圖5中所示，導電區(qū)58具有兩層結構，并且每層具有不同的功能。 例如，對于與電介質區(qū)59接觸的外導電區(qū)58a的第三傳導材料，表現出 對電介質區(qū)59的優(yōu)良附著力的材料可以被使用。相反，對于與制成通孔 互連的第一導電材料57接觸的第二導電材料，關于第一導電材料57具 有優(yōu)良可濕性的材料被優(yōu)選地使用。例如，當電介質區(qū)59由二氧化硅 (Si02)制成并且第一導電區(qū)57 (即通孔互連)是由金-錫(Au-Sn)合 金制成時，鉻可以被用作用于導電區(qū)58a的第三導電材料，并且金可以 被用作用于導電區(qū)58b的第二導電材料。
在圖5所示的例子中，導電區(qū)58a僅覆蓋電介質區(qū)59?？蛇x地，在 提供導電區(qū)58a以覆蓋電介質區(qū)59以及墊53的后側兩者之后，可提供 導電區(qū)58b以覆蓋整個導電區(qū)58a。
圖6是部分的示意性的截面圖，說明了根據本發(fā)明的裝置的另一個 示例實施例。圖6的裝置與圖5的裝置的不同之處在于所述電介質區(qū)和 所述導電區(qū)兩者從所述孔的開口向第一基板的第二側延伸。
電介質部分69，由兩層導電區(qū)68a和68b形成的導電區(qū)68被類似于 圖5的裝置而提供在孔的內側壁66'中，并且此實施例的特征在于從所
述孔的開口向第一基板的第二側延伸的末端69'， 68a'和68b'的相對 長度。更具體地，電介質部分69的末端69'可以是最長的，并且所述導 電區(qū)68a的末端68a'以及導電區(qū)68b的末端68b'可以比末端69'短。 根據此結構，由于可以確保電介質部分69的末端69'被提供在由導電材 料制成的第一基板61與導電區(qū)68a的末端68a'或者導電區(qū)68b的末端 68b'之間，有可能防止第一基板61與導電區(qū)68a或者導電區(qū)68b之間 的短路。
在具有上述結構的孔中， 一旦通過在孔中填充第一導電材料67形成 通孔互連65，所述通孔互連65的末端從孔的開口向外側(即圖6中的下 側)伸出，從而限定半球形末端。通孔互連65的所述半球形末端65'被 成形為使所述半球形末端65，完全覆蓋所述導電區(qū)68b的末端68b'。
通孔互連65的這種伸出的半球形末端65'是優(yōu)選的，因為它能夠被 用作端子，通過它設置在所述基板第一側上的功能元件62可以限定與外 部元件的電接觸。所述功能元件通過第一電路64 (接線)電連接到墊63。
圖7是示意性的截面圖，說明了根據本發(fā)明的裝置70的另一個示例 實施例。假定導電材料如硅或鎵砷化物被用作第一基板71，以及絕緣材 料如玻璃或者陶瓷被用作第二基板81，圖7的裝置具有下面的特征
(a) 第二基板81被結合至第一基板71的第一側(圖中的上側)的 至少一部分。
(b) 第二基板81被放置成使第二基板81覆蓋墊73的至少一部分。
(c) 從孔76延伸的電介質區(qū)79覆蓋第一基板71的第二側(圖中 的下側)的整個表面，并且被電連接到通孔互連以及導電區(qū)78的第二電 路82被提供。通孔互連75包括第一導電材料77。另外，凸塊83可以被 提供在第二電路82上。
通過在第一基板71上提供在(a)項中描述的第二基板81，所述裝 置可以在通孔互連形成之后被用作封裝，其中，所述第一基板上提供有
功能元件72，第一電路74，墊73以及通孔互連。
具體而言，如(b)項中所描述的，通過將第二基板81放置成使第 二基板81覆蓋墊73的至少一部分，有可能防止在孔76的形成之后由于 應力導致的墊的變形或者所述墊的強度的退化。
另外，因為墊很薄(例如大約1 pm)，在以相關技術從第一基板的 第二側形成孔的過程中所述墊可能被損壞或者破壞。為了防止所述墊的 損壞或者破壞，如圖7中所示，第二基板81被提供以使其接觸第一基板 71的第一側從而夾住墊73。在此配置中，如果墊73的后側(與第一基 板接觸的側)在孔形成期間經受某種力，則接觸墊73的前側(與第二基 板接觸的側)的第二基板81支持該墊73。結果，由第二基板81支持的 墊73較少地受到孔形成過程的影響，并且墊73的損壞或者破壞能夠被 防止。
另夕卜，通過提供如(c)項中所述的第二電路82和凸塊83，有可能 實現芯片級封裝。因此，可以實現該裝置的尺寸的減小。特別地，通過 改變第二電路82的位置，通孔互連與凸塊83之間的間隔可以被改變到 任何值。例如，即使當通孔互連之間的間距(pitch)窄時，仍可通過適 當地設置第二電路82而增加凸塊83之間的間距。因此，所述裝置和外 部元件可以被容易地結合。另外，由于第二電路82允許凸塊83被提供 在不同于所述通孔互連2之上的區(qū)域的區(qū)域中，在形成凸塊83的過程或 者到凸塊83的結合過程中所述通孔互連可以較少地受到熱或機械力的影 響。因此，通孔互連與凸塊83之間的電連接的可靠性可以被增強。
圖8是示意性的截面圖，說明了根據本發(fā)明的裝置的另一個示例實 施例。圖8上的裝置具有下列特征，并且除此之外，圖8的裝置具有類 似于上面描述的圖7的裝置的結構
(d)具有至少兩層的多層電路被提供在第一基板91的第二側(圖 中的下側)上，并且所述電路的層間被插入例如由樹脂制成的絕緣層111。
在圖8示出的例子中，電路具有兩層結構，其具有第二電路112以及第 三電路114。
(e) 第二電路112以及第三電路114通過由導電材料制成的通孔互 連113而電連接。
(f) 凸塊115被提供在位于絕緣層111的表面的第三電路114上。 類似于圖7的裝置，通過在其上提供了功能元件92，電路94，墊93
以及通孔互連的第一基板91上提供第二基板101，圖8的裝置90可以在 通孔互連形成之后被用作封裝。也類似于圖7，圖8的裝置包括孔96， 第一導電材料97，導電區(qū)98以及電介質區(qū)99。
另夕卜，通過如(f)項中所述提供凸塊115以電連接到第二電路112， 有可能實現芯片級封裝。因此，可實現所述裝置的尺寸的減小。特別地， 由于圖8的裝置具有多層結構，其在第一基板91的第二側上具有至少兩 層，因而用作與外部元件的電接觸的凸塊115的位置選擇的靈活性可以 被進一步增強。例如，如圖8中所示，有可能在通孔互連之以上提供凸 塊115。
一種用于制造根據本發(fā)明的裝置的方法包括步驟A，提供包括第
一側和第二側的第一基板，其中功能元件被提供在第一基板的第一側上， 第一電路連接到所述功能元件，以及通過第一電路電連接所述功能元件
的墊；以及步驟B，從第一基板的第二側提供孔直到所述墊被暴露；步 驟C，在該孔的內表面的至少一部分上提供由第二導電材料制成的導電 區(qū)，其中第二導電材料不同于第一導電材料；步驟D，填充第一導電材 料到該孔中。
在此配置中，有可能有效地制造在所述孔的內表面的至少一部分上 具有上述結構的裝置(即包括由不同于通孔互連的第一導電材料的第二 導電材料制成的導電區(qū)的裝置被提供，如圖l所示)。另外，由于所述墊 的前側可在孔被形成以及所述墊被暴露之后立即被導電區(qū)(金屬薄膜)
覆蓋，即使所述墊由容易被氧化的金屬，例如鋁制成，墊的表面?zhèn)瓤墒?到穩(wěn)定的第二導電材料制成的導電區(qū)的保護。因此，所述墊能夠通過所 述導電區(qū)建立與所填充的第一導電材料的高度可靠的電連接。
在上面描述的步驟B中，深反應離子蝕刻方法(下文中稱為"DRIE 方法")可以被用于形成孔。由于DRIE方法能夠使孔以高精度形成，因 此孔能夠被形成在所述墊的周邊內。
下文中，將使用其中第一基板是硅晶片的例子來說明步驟B中形成 孔的程序。 一典型的硅晶片包括基板(Si)以及其上形成的氧化物層 (Si02)。由鋁(Al)制成的墊被設置在限定第一基板的第一側的氧化物 層(Si02)上，并且在以下的兩個步驟(i)和(ii)中，孔從第一基板的 第二側形成
(i) 要形成孔的所述基板(Si)的第二側的部分被暴露于第一等離子 體，其是使用包含能夠蝕刻所述基板(Si)的SF6的第一氣體而產生的。
具有某個開口尺寸的孔開始被形成在所述基板(Si)的第二側中， 并且其深度被逐漸地增加。由于第一等離子體蝕刻氧化物層(Si02)的蝕 刻速率與對硅的蝕刻速率相比是很小的，當氧化物層(Si02)被暴露時所 述蝕刻反應停止。因此，使用第一氣體的孔的形成被完成。換句話說， 氧化物層(Si02)也起到蝕刻停止器的作用。
(ii) 隨后，使用包含CF4的第二氣體而產生的第二等離子體被照射到 所述孔。CF4能夠蝕刻氧化物層(Si02)。由于第二等離子體不蝕刻硅(Si)， 暴露于孔的底部的氧化物層(Si02)被蝕刻?？椎纳疃入S著Si02的去除 而增加。由于第二等離子體不蝕刻墊(Al)，當墊(Al)被暴露時所述蝕 刻反應停止。因此，使用第二氣體的孔的形成被完成。換句話說，墊(Al) 也起到蝕刻停止器的作用。
在上述兩個蝕刻步驟中，被開口于第一基板的第二側并且具有限定 墊后側的底部的孔被形成。
在上述步驟c中，導電區(qū)被形成為使其從孔的開口延伸到第一基板
的第二側。通過將導電區(qū)形成為使其從孔的內壁延伸到所述孔的所述開 口的附近，形成在第一基板的后側上的電路能夠建立較為可靠的電連接 并且附著力可以被進一步地改進。
在上述步驟c中，所述導電區(qū)是通過堆疊由不同材料制成的兩層或
更多層而形成的。所述多層結構的第一層可以是由具有對第一基板的優(yōu) 良附著力的材料制成的，并且第二層是使用例如連續(xù)的膜沉積過程形成 的。作為結果，生產過程的效率能夠被提高。
在上述步驟D中，熔融金屬抽吸方法被用于填充第一導電材料。通 過在孔的內壁上形成導電區(qū)，與相關領域技術相比，有可能顯著地增強 被使用熔融金屬抽吸方法填充的熔融金屬(用于通孔互連的第一導電材 料)與所述第一基板之間的附著力。
在上述步驟C中已經被形成的由第二導電材料制成的所述導電區(qū)可 以使用干膜抗蝕劑來圖案化。在濕抗蝕劑圖案化過程中，液體抗蝕劑被 典型地使用，并且由于抗蝕劑可能流到所述孔中，在后面的步驟中對其 進行去除是困難的。在所述孔內剩余的抗蝕劑可不利地影響通孔互連的 電特性。相反，當干膜抗蝕劑被使用時，抗蝕劑覆蓋所述孔的開口。因 此，由于使用干膜抗蝕劑的圖案化沒有上述孔中的剩余問題，能夠形成 表現出優(yōu)良電特性的通孔互連。
以下，將參照圖9A到9F詳細說明一種制造根據本發(fā)明的一示例實 施例的裝置的方法。圖9A到9F是示意性的截面圖，說明用于制造根據 本發(fā)明的一示例實施例的裝置的所述方法中的步驟，并且一些伴有平面 圖以提供清晰的理解。
在圖9A中， 一固態(tài)圖象傳感裝置被示出。所述裝置被使用相關技術 制造過程來制造，并且包括由硅制成的基板171，包括一組光電二極管 以及一組微透鏡的功能元件172，用于提供與外部元件的連接的墊173，
以及電連接在墊173和功能元件172之間的電路174。在此例子中，硅基 板171具有200 nm的厚度，并且墊173和電路174是由鋁(Al)制成的。 墊174是100 pmX 100 |tim的正方形。
首先如圖9B中所示，穿透所述基板171的具有內表面176，的孔176 在與墊173 (圖中的上側)相對的位置從與所述功能元件172被形成的側 相對的側(圖中的下側)被形成，直到所述墊的后側被暴露。在此步驟 中，正好在墊173下面的孔176的內壁的整個周邊是在墊173的周邊內。 通過這樣，當在后面的步驟中導電材料被填充到所述孔176中以形成所 述通孔互連175時，通孔互連175與墊173之間的接觸區(qū)被限定。
在這個例子中，具有80 pm的直徑的孔176是通過使用干蝕刻除去 基板171的硅，然后除去由Si02等制成的絕緣層(未示出)而限定的， 所述絕緣層典型地提供在所述墊下面。在這個例子中，深反應離子蝕刻 (DRIE)方法被用于蝕刻硅。在所述DRIE方法中，通過交替地執(zhí)行以 使用六氟化硫(SF6)作為蝕刻氣體的高密度等離子體進行的蝕刻和到側 壁的鈍化膜的形成(博施過程)，以高的縱橫比蝕刻硅基板。使用四氟化 碳(CF4)的RIE (反應離子蝕刻)被用于蝕刻Si02。
然后，如圖9C中所示，絕緣層179被形成在孔176的內壁上以及由 硅制成的基板171的第二側(圖中的下側)上。換句話說，絕緣層179 包括覆蓋孔176的內壁的部分179a以及覆蓋基板171的第二側的部分 17%。形成所述絕緣層179之后的所述孔將由參考符號176a來指示。在 此例中，由氧化硅(Si02)制成的絕緣層179，是用四乙氧基硅烷(TEOS) 作為源的等離子體CVD方法形成的。
然后，如圖9D所示，位于孔176a底部的由Si02制成的絕緣層179 的一部分通過用蝕刻方法去除。位于孔176a底部的由Si02制成的絕緣層 179的該部分是接觸墊173后側的區(qū)。為了除去位于孔176a底部的由Si02 制成的絕緣層179的該部分，在使用抗蝕劑等對基板71的第二側上的 Si02層進行保護后，執(zhí)行一種各向異性的蝕刻過程。在該例中，使用四
氟化碳(CF4)的RIE (反應離子蝕刻)來蝕刻Si02 。在蝕刻孔底部的 Si02層后，墊173的后側被暴露的孔由參考符號176b表示。
接下來，如圖9E所示， 一導電薄膜178形成于孔176b的內壁和開 口周圍處。在該例中，該導電薄膜178具有一個兩層結構，其通過使用 濺射方法，沉積鉻(Cr)作為第一層，和沉積金(Au)作為第二層而形成。在 該過程中，孔176b的內壁，即限定所述孔的內側壁的由Si02制成的絕緣 層179，以及限定所述孔的底部的墊173的后側被具有兩層結構的導電薄 膜178覆蓋。所得到的孔由參考符號176c表示。
接著，如圖9F所示，導電材料177被填充進孔176c以形成電連接 到墊173的通孔互連175。在該例中，包含80%重量的金和20%重量的 錫的金-錫(Au-Sn)合金被用作導電材料177，且用熔融金屬抽吸方法形 成通孔互連175。
應該注意，盡管本例中的墊173是一個100 pmx100 |nm的正方形， 實際墊173可以是除了正方形以外的其它形狀，包括圓形，橢圓形，三 角形，或矩形。只要墊173用作電路，則該墊173可以具有任何尺寸。 進而，盡管墊173和電路174在本例中由鋁制成，本發(fā)明不限于鋁，可 以用任何電路材料，包括銅(Cu)，鋁-硅(Al-Si)，或鋁-硅-銅(Al-Si-Cu)。
另外，本例中孔176的周邊是一個80 pm直徑的圓。然而，孔176 的尺寸并不限于該直徑，且只要與墊173的接觸區(qū)在墊173的周邊內， 孔176可以具有任何尺寸。另夕卜，孑L176的周邊可以是圓形以外的形狀， 包括橢圓形，正方形，三角形，或矩形。進而，形成孔176的方法不限 于DRIE方法，并且氫氧化鉀(KOH)水溶液的濕蝕刻方法也可使用。
在該例中，由Si02制成的絕緣層179通過用TEOS為源的等離子體 CVD方法形成在孔176的內壁和基板171的第二側兩者上。然而，本發(fā) 明并不限于該例子，且硅垸(SiH4)也可以用做源。進而，絕緣層179 可以通過以絕緣樹脂涂敷來形成,而非使用等離子體CVD方法沉積Si02 。
另外，盡管本例中導電薄膜178具有由鉻和金制成的兩層結構，本
發(fā)明并不限于這種層結構，而是可以使用不同的材料，只要該材料具有 改進與所填充的導電材料和孔內壁的附著力的特性。層的數量并不限于
兩個，且多層結構包括三層或更多層是可能的。形成導電薄膜178的方 法不限于濺射，并且其它方法，如CVD或蒸發(fā)也可以被使用。
在上面描述的例子中，包含80%重量的金與20%重量的錫的金-錫 (Au-Sn)合金被用作導電材料177，但是本發(fā)明并不限于這個例子。例 如，具有不同成分的金-錫合金；錫鉛(Sn-Pb)合金；金屬，如錫(Sn)或 銦(In);或如錫(Sn)基，鉛(Pb)基，金(Au)基，銦(In)基，或鋁(A1) 基焊料都可以使用。 例子
下面對一個特定例子進行描述。然而，盡管參照下述例子來對本發(fā) 明進行了詳細說明，本發(fā)明不應該被理解為僅限于以下例子。應該明確 理解，該例子只是起到說明的目的，并非旨在作為對本發(fā)明限制的一個 限定。 例1
在該例子中，如圖2所示，僅在用來限定墊23后側的孔底部上提供 一個由Au (厚度300nm) /Cr (厚度50nm)制成的堆疊層，作為導電 區(qū)28。 Au層是接觸通孔互連27的上層，且Cr層是接觸墊23后側的下 層。那么，這個樣品被指定為樣品A，且該樣品沒有提供通孔互連27。 在使樣品A在空氣中放置240小時后，用俄歇電子譜儀從金層表面檢測 限定導電區(qū)28的堆疊層的氧含量。圖10是說明俄歇電子譜儀的結果的 曲線圖。在圖10中，曲線A代表樣品A的結果。在樣品A中，測量從 導電區(qū)28的一側執(zhí)行，且橫軸代表深度。橫軸的原點(值0)對應于開 始檢測到很多鋁的深度?？v軸代表檢測到的氧量，且值1代表開始檢測 到很多鋁的深度處的量。 比較例1
在這個比較例中，除了導電區(qū)28被省略外，準備了具有與圖2示出
的實施例相同結構的樣品B，并且對例B進行例1中描述的評估。換句 話說，樣品B沒有導電區(qū)28，且孔的內表面保持開放，沒有形成通孔互 連27。圖10中，曲線B代表樣品B的結果。在樣品B中，橫軸代表深 度，該深度從鋁的蝕刻時間計算得到，且橫軸的原點(值0)對應于墊后 側的表面(鋁)?？v軸代表檢測到的氧量，且值1對應于在鋁層表面觀測 到的氧量。圖IO表明，表面處的氧含量為一半的深度對于樣品A是深度 "a"而對于樣品B是深度"b"。另外，深度"b"比深度"a"深三倍以 上，意味著樣品B被氧化的深度比樣品A大三倍。
換句話說，在墊后側的表面(鋁)保持開放的樣品B中，在墊的后 側形成一氧化層，這是不理想的，因為氧化層降低了要在以后形成的通 孔互連的傳導性。
相比之下，其中Au/Cr制成的導電區(qū)28被提供在墊23的后側的樣 品A中鋁的氧化程度是樣品B中的三分之一，這樣是優(yōu)選的，因為好的 電接觸被建立在墊23和后來要形成的通孔互連之間。換句話說，導電區(qū) 28中的金起到防止鋁的氧化的作用。 例子2
在該例子中，如圖3所示，僅在被限定于第一基板31中的孔的側壁 上提供了一個由Au(厚度300nm)/Cr (厚度50nm)制成的堆疊層作為 導電區(qū)38。 Au層是接觸通孔互連37的上層，且Cr層是接觸孔內壁的下 層。然后將被提供有通孔互連37的樣品指定為樣品C。那么，對例C (樣 品數量100)執(zhí)行包括下列三個測試項目的可靠性測試。在可靠性測試 前后，測量通孔互連37和墊33之間的阻力(resistance),且將表現出50% 或以下的增加率的樣品判斷為通過的樣品。樣品C的可靠性測試結果在 表1中列出。
在可靠性測試中，樣品被保持在高溫(第一測試)，或被保持在高溫 和高濕度(第二測試)，或被保持在熱循環(huán)(第三測試)。這三種測試以 上述順序執(zhí)行。
在高溫測試(第一測試)中，樣品在90。C溫度下在空氣中被保持總 共240小時。在高溫和高濕度測試(第二測試)中，樣品在70。C溫度和 90%HR濕度下在空氣中被保持總共240小時。在熱循環(huán)測試(第三測試) 中，樣品交替在兩種不同的溫度(-40。C和125°C)下的空氣中被保持總 共240小時。
一個熱循環(huán)由四個步驟組成步驟1到步驟4，且每個循環(huán)持續(xù)2 個小時。在步驟1中，-40°(:的溫度被維持30分鐘。在步驟2中，在30 分鐘內使溫度從-40。C升高到125°C。在步驟3中，125°C的溫度被維持 30分鐘。在步驟4中，在30分鐘內溫度被從125。C降低到-40。C。 例子3
在這個例子中，如圖1所示，在孔的整個表面上提供一個由Au(厚 度300nm)/Cr (厚度50nm)制成的堆疊層作為導電區(qū)28。 Au層是接 觸通孔互連17的上層，且Cr層是接觸墊33的后側和基板11中的孔的 側壁的下層。那么，提供有通孔互連17的樣品被指定為樣品D。然后， 對樣品D (樣品數量100)執(zhí)行例子2中描述的可靠性測試。在可靠性 測試前后，通孔互連17和墊13之間的阻力被測量，且將表現出50%或 以下的增加率的樣品判斷為通過樣品。樣品D的可靠性測試結果列于表 1。
比較例2
在這個比較例中，除了導電區(qū)38被省略外，具有與圖3中示出的實 施例的相同結構的樣品E (樣品數量100)被準備，且對例子E執(zhí)行例 子2中的描述的評估。換句話說，樣品E沒有導電區(qū)38，且在提供通孔 互接37時，孔內表面被暴露。樣品E的可靠性測試結果列于表1。
表l
<formula>formula see original document page 27</formula>從表l，得到以下觀測結果
(1) 在由Au/Cr制成的堆疊層被提供為限定孔內壁的第一基板31的內 壁上的導電區(qū)38的樣品C中，92個樣品被確定為通過樣品，其對應于 90%的通過樣品率。
(2) 在由Au/Cr制成的堆疊層被提供為孔整個內表面上的導電區(qū)18的 樣品D中，99個樣品被確定為通過樣品，其對應于接近100%的通過樣 品率。因此，有缺陷樣品的數量將是小的。
(3) 相比之下，在沒有導電區(qū)38的樣品E中，只有56個被確定為通過 的樣品，其對應于小于60%的通過樣品率。
這些評估結果表明只提供導電區(qū)38到孔的側壁，就可足以維持通孔 互連的好的傳導性。此外，提供導電區(qū)18到孔的整個內部區(qū)，可以將通 過樣品率提高到接近100%。因此，將導電區(qū)18提供到孔的整個內部區(qū) 的實施例(如圖1所示)為最優(yōu)選的。
根據本發(fā)明，提供了一種具有高度可靠的電連接的裝置。因此，本 發(fā)明可提高經常受到外部沖擊等的設備，例如，移動電話終端或可攜式 攝像機的沖擊抵抗力或長期可靠性。
盡管本發(fā)明的優(yōu)選實施例在上面進行了描述和說明，應該理解這些 例子是本發(fā)明的例子，而不應被理解為限制?？稍诒景l(fā)明精神和范圍內 進行添加、省略、替換和其它修改。因此，不能認為本發(fā)明受到以上描 述的限制。
權利要求
1.一種裝置，包括第一基板，包括第一側和第二側；功能元件，其在第一基板的第一側上；墊，其電連接到所述功能元件；以及通孔互連，其被提供在從所述第一側延伸通過第一基板到所述第二側的孔中，所述通孔互連包括第一導電材料，其被電連接到所述墊；以及導電區(qū)，其被沿著所述第一導電材料與所述第一基板之間的孔的內表面提供，并且包括由第二導電材料制成的第一層和由不同于所述第二導電材料的第三導電材料制成的第二層，其中，所述第二導電材料和所述第三導電材料不同于所述第一導電材料，并且其中，所述第二層提供在所述孔的內表面上，并且所述第一層被提供以便覆蓋所述第二層和限定所述孔的底部的所述墊。
2. 如權利要求l所述的裝置，還包括-絕緣電介質區(qū)，其形成在所述第二層與所述第一基板之間的所述孔 的內側壁上。
3. 如權利要求l所述的裝置，其中所述第一導電材料為金錫合金、 錫鉛合金、金屬錫、金屬銦、錫基焊料、鉛基悍料、金基焊料、銦基焊 料或鋁基焊料。
4. 如權利要求l所述的裝置，其中所述第三導電材料為表現出對所 述電介質區(qū)的優(yōu)良附著力的材料。
5. 如權利要求l所述的裝置，其中所述第二導電材料為關于所述第 一導電材料具有優(yōu)良可濕性的材料。
6. —種制造裝置的方法，包括以下步驟提供包括第一側和第二側的第一基板，被提供在第一基板的第一側 上的功能元件，以及被電連接到所述功能元件的墊；從第一基板的第二側形成孔，直到所述墊被暴露；在所述孔的內表面上形成由第三導電材料制成的導電區(qū)的第二層， 和由不同于所述第三導電材料的第二導電材料制成的導電區(qū)的第一層， 以便覆蓋所述第二層和限定所述孔的底部的所述墊；以及填充第一導電材料到所述孔中以限定通孔互連，其中所述第二導電材料和所述第三導電材料不同于所述第一導電材料。
7. 如權利要求6所述的制造裝置的方法，還包括步驟在所述第二層與所述第一基板之間的所述孔的內側壁上提供絕緣電 介質區(qū)。
8. 如權利要求6所述的制造裝置的方法，其中所述第一導電材料為 金錫合金、錫鉛合金、金屬錫、金屬銦、錫基焊料、鉛基焊料、金基焊 料、銦基焊料或鋁基焊料。
9. 如權利要求6所述的制造裝置的方法，其中所述第三導電材料為 表現出對所述電介質區(qū)的優(yōu)良附著力的材料。
10. 如權利要求6所述的制造裝置的方法，其中所述第二導電材料 為關于所述第一導電材料具有優(yōu)良可濕性的材料。
全文摘要
一種具有改進的電連接的裝置，包括第一基板，其包括第一側和第二側；功能元件，其在所述第一基板的第一側；墊，其電連接到所述功能元件；以及通孔互連，其被提供在從所述第一側延伸通過第一基板到所述第二側的孔中，所述通孔互連包括第一導電材料，其被電連接到所述墊；以及導電區(qū)，其被沿著所述第一導電材料與所述第一基板之間的孔的內表面提供，并且包括由第二導電材料制成的第一層和由不同于所述第二導電材料的第三導電材料制成的第二層，其中，所述第二導電材料和所述第三導電材料不同于所述第一導電材料，并且其中，所述第二層提供在所述孔的內表面上，并且所述第一層被提供以便覆蓋所述第二層和限定所述孔的底部的所述墊。
文檔編號H01L23/522GK101373747SQ20081016186
公開日2009年2月25日 申請日期2005年3月14日 優(yōu)先權日2004年3月16日
發(fā)明者山本敏, 末益龍夫 申請人:株式會社藤倉