本發(fā)明實施例涉及具有防焊盤剝離結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件和相關(guān)方法。

背景技術(shù)：

半導(dǎo)體器件的焊盤用作半導(dǎo)體器件的內(nèi)部電路和半導(dǎo)體器件外側(cè)的外部電路之間的連接接口。在現(xiàn)代的半導(dǎo)體器件封裝技術(shù)中，在晶圓上形成半導(dǎo)體器件之后，晶圓必須被切割成管芯。結(jié)果，執(zhí)行管芯接合工藝之后，接下來執(zhí)行引線接合工藝以電連接具有金屬引線的半導(dǎo)體器件的外部電路和導(dǎo)電焊盤。結(jié)果，執(zhí)行模制操作以完成整個半導(dǎo)體器件封裝工藝。

典型的導(dǎo)電焊盤通常為矩形或正方形。因此，尤其在接合工藝(或焊接工藝)期間在導(dǎo)電焊盤的拐角處可能發(fā)生高電平應(yīng)力。應(yīng)力可能造成導(dǎo)電焊盤剝離且進(jìn)一步損壞導(dǎo)電焊盤下方的半導(dǎo)體器件。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供了一種具有防焊盤剝離結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件，包括：半導(dǎo)體襯底，包括襯底穿孔；介電層，位于所述半導(dǎo)體襯底上并且所述介電層中包括多個凹槽；以及焊盤，位于所述半導(dǎo)體襯底之上以覆蓋所述介電層的部分并且所述焊盤延伸至所述凹槽，其中，從頂視圖看，所述焊盤完全地覆蓋所述襯底穿孔，且所述焊盤的邊緣和所述凹槽的最外側(cè)邊緣之間的距離大于指定的長度。

根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，還提供了一種半導(dǎo)體器件，包括：半導(dǎo)體襯底，包括襯底穿孔；導(dǎo)電層，位于所述襯底穿孔上；介電層，位于所述半導(dǎo)體襯底上以及所述介電層中包括多個凹槽；以及焊盤，位于所述半導(dǎo)體襯底之上以覆蓋所述介電層的部分；其中，所述焊盤延伸至所述多個凹槽，且多個接觸點限制在位于所述焊盤和所述導(dǎo)電層之間的所述凹槽中，以及當(dāng)從頂視圖看時，所述接觸點的每個至少部分地排除在所述襯底穿孔的邊界之外。

根據(jù)本發(fā)明的又一實施例，還提供了一種用于制造具有防焊盤剝離結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的方法，包括：提供包括襯底穿孔的半導(dǎo)體襯底；在所述半導(dǎo)體襯底上形成介電層；在所述介電層中形成多個穿孔；以及在所述半導(dǎo)體襯底之上形成焊盤以覆蓋所述介電層的至少部分且填充所述穿孔；其中，當(dāng)從頂視圖看時，所述焊盤的至少部分與所述襯底穿孔重疊。

附圖說明

當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時，根據(jù)下面詳細(xì)的描述可以更好地理解本發(fā)明的實施例。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實踐，對各種部件沒有按比例繪制并且僅僅用于說明的目的。實際上，為了清楚的討論，各種部件的尺寸可以被任意增大或縮小。

圖1至圖5是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的用于示出制造具有防焊盤剝離結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的流程的截面示意圖；

圖6是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的圖3的示意性頂視圖；

圖7是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的圖5的示意性頂視圖；

圖8至圖12是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的用于示出制造具有防焊盤剝離結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的流程的截面示意圖；

圖13是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的圖10的示意性頂視圖；

圖14是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的圖12的示意性頂視圖；

圖15是根據(jù)本發(fā)明的又一實施例的圖12的示意性頂視圖。

具體實施方式

以下公開內(nèi)容提供了許多用于實現(xiàn)所提供主題的不同特征的不同實施例或?qū)嵗?。下面描述了組件和布置的具體實例以簡化本發(fā)明。當(dāng)然，這些僅僅是實例，而不旨在限制本發(fā)明。例如，在以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件形成為直接接觸的實施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之間可以形成額外的部件，從而使得第一部件和第二部件可以不直接接觸的實施例。此外，本發(fā)明可在各個實例中重復(fù)參考標(biāo)號和/或字母。該重復(fù)是為了簡單和清楚的目的，并且其本身不指示所討論的各個實施例和/或配置之間的關(guān)系。

而且，為便于描述，在此可以使用諸如“在…之下”、“在…下方”、“下部”、“在…之上”、“上部”等的空間相對術(shù)語，以便于描述如圖所示的一個元件或部件與另一個(或另一些)元件或部件的關(guān)系。除了圖中所示的方位外，空間相對術(shù)語旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。裝置可以以其他方式定向(旋轉(zhuǎn)90度或在其他方位上)，而在此使用的空間相對描述符可以同樣地作相應(yīng)的解釋。

盡管提出本發(fā)明寬泛范圍的數(shù)值范圍和參數(shù)設(shè)定是近似值，在特定實例中的數(shù)值設(shè)定被盡可能精確地報告。任何數(shù)值，然而，固有地包含某些必然誤差，該誤差由各自的測試測量結(jié)果中發(fā)現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)偏差產(chǎn)生。同樣，正如此處使用的術(shù)語“約”一般指在給定值或范圍的10％、5％、1％或0.5％內(nèi)。或者，術(shù)語“約”意思是在本領(lǐng)域普通的技術(shù)人員可以考慮到的可接受的平均標(biāo)準(zhǔn)誤差內(nèi)。除了在操作/工作實例中，或者除非明確指出，否則應(yīng)該理解，通過術(shù)語“大約”修改所有示例中的所有的數(shù)值范圍、數(shù)量、值和百分比(諸如用于本文所公開的材料的數(shù)量、持續(xù)時間、溫度、操作條件、比率大小等)。因此，除非有相反規(guī)定，本發(fā)明和所附權(quán)利要求所記載的數(shù)值參數(shù)設(shè)定是可以根據(jù)要求改變的近似值。至少，每個數(shù)值參數(shù)應(yīng)該至少被解釋為根據(jù)被報告的有效數(shù)字的數(shù)目，并應(yīng)用普通的四舍五入技術(shù)。此處范圍可以表示為從一個端點到另一個端點或在兩個端點之間。此處公開的所有范圍包括端點，除非另有說明。

圖1至圖5是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的用于示出制造具有防焊盤剝離結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的流程的截面示意圖。首先，參照圖1，提供半導(dǎo)體襯底100，其中，已經(jīng)形成有源電路結(jié)構(gòu)。襯底100可以包括塊狀硅襯底?？蛇x地，襯底100可以由包括以下材料：元素半導(dǎo)體，諸如晶體結(jié)構(gòu)的硅或鍺；化合物半導(dǎo)體，諸如硅鍺、碳化硅、砷化鎵、磷化鎵、磷化銦、砷化銦和/或銻化銦；或它們的組合。在一些實施例中，襯底可以包括絕緣體上硅(soi)襯底。使用注氧隔離(simox)、晶圓接合和/或其他合適的方法制造soi襯底。

應(yīng)該理解，為了簡化附圖，在圖1中僅描述有源電路結(jié)構(gòu)的矩形的導(dǎo)電層102，并且沒有示出有源電路結(jié)構(gòu)的所有器件。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該知道有源電路結(jié)構(gòu)包括例如多個半導(dǎo)體組件和多個半導(dǎo)體金屬互連件。在本發(fā)明中，導(dǎo)電層102代表半導(dǎo)體襯底100中的有源電路結(jié)構(gòu)中的層。導(dǎo)電層102從半導(dǎo)體襯底的頂面100a暴露出。導(dǎo)電層102提供表面102a作為用于與半導(dǎo)體襯底100外部的組件任何連接的電接觸終端。在一些實施例中，導(dǎo)電層102位于有源電路結(jié)構(gòu)的最上水平面中。

導(dǎo)電層102優(yōu)選地包括銅(cu)和具有約5千埃(ka)至10ka的厚度。導(dǎo)電層102在襯底穿孔(tsv)103上方形成且電連接至襯底穿孔(tsv)103。tsv103縱向穿過半導(dǎo)體襯底100。在該實施例中，tsv是由銅材料或具有超導(dǎo)電性的其它材料組成的。大體地，tsv是垂直電連接件，即完全地穿過硅晶圓或管芯的通孔。與為了至少若干原因的諸如疊層封裝的可選方式相比，tsv是用作替代引線接合和翻轉(zhuǎn)芯片以產(chǎn)生3d封裝件和3d集成電路的高性能互連技術(shù)。原因之一是因為通孔的密度可以設(shè)計為比引線或球柵接合形式的接觸件密度高。此外，原因之一是由通孔連接的導(dǎo)電路徑可以設(shè)計為比引線接合形式或球柵接合形式短。在含有兩個或更多芯片(集成電路)的tsv3d封裝件(封裝件中系統(tǒng)、芯片堆疊mcm等)中，含有tsv的襯底用于在封裝件中將多個芯片連接在一起。3d集成電路(3dic)是通過堆疊硅晶圓和/或管芯并且垂直地互連它們從而使得它們表現(xiàn)為單個器件的單個集成電路。通過使用tsv技術(shù)，3dic可以在一個小的“覆蓋區(qū)”內(nèi)獲得大量的功能。堆疊件中的不同的器件可以是異質(zhì)的，例如將cmos邏輯、dram和iii-v族材料組合至單個ic內(nèi)。此外，可以大幅縮短通過器件的關(guān)鍵電氣路徑，導(dǎo)致更快的操作速度。

tsv103具有兩端，其中，一端103a從襯底100的外表面100b暴露出。外表面100b與表面100a相對。暴露端103a設(shè)計為連接至襯底100外部的組件或電路。與端103a相對的另一端103b與導(dǎo)電層102接觸。tsv103和導(dǎo)電層102在襯底100中且穿過襯底100形成導(dǎo)電路徑。因此，可以在表面100a上方的任何電路或表面100b下方的任何電路之間實現(xiàn)電通信。從而在3d封裝件中互連。

參照圖2，通過任何合適的工藝在半導(dǎo)體襯底100和導(dǎo)電層102上形成介電層104。介電層104可以由介電材料組成，諸如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、高k介電材料、其他合適的介電材料和/或它們的組合。高k介電材料的實例包括hfo2、hfsio、hfsion、hftao、hftio、hfzro、氧化鋯、氧化鋁、二氧化鉿-氧化鋁(hfo2-al2o3)合金、其他合適的高k介電材料和/或它們的組合。然而，這并不是對本發(fā)明的限定。

如圖3所示，在介電層104中形成凹槽106和108。在介電層104中形成凹槽106和108。每個凹槽具有基本上沿著tsv103的縱向測量的深度h。由于在制造操作期間的一些誤差，可能在不同凹槽之間具有稍微變化。但是，每個凹槽的對應(yīng)的深度h足夠大以暴露出表面102a的至少部分。tsv103具有在tsv103之上設(shè)置的至少一個凹槽(主題實施例中的兩個凹槽)，但是凹槽與不足(underpaid)的tsv部分地重疊。以凹槽106為例，凹槽106位于tsv103上方但是具有在tsv103的側(cè)壁103e上方橫向突出的表面106a。另一方面，凹槽106的表面106b位于tsv103上面且橫向地位于側(cè)壁103e的邊界內(nèi)。以與凹槽106相似的方式在tsv103的相對側(cè)壁103f之上設(shè)置凹槽108。

結(jié)合圖6仍然參照圖3，圖6是根據(jù)本發(fā)明的示意性實施例的圖3的示意性頂視圖。圖3是沿圖6的線6-6'截取的半導(dǎo)體的截面示意圖。如圖6所示，凹槽106、108和凹槽110-120基本上是四邊形，且tsv103的邊界大約為圓形。暴露出凹槽中的導(dǎo)電層102(陰影部分)。邊界113由虛線描述是因為它由導(dǎo)電層102覆蓋。特別地，凹槽106、108、110和112被形成為與tsv103的側(cè)壁的部分重疊。當(dāng)從頂面看時，凹槽114至120形成在tsv103的邊界113的外側(cè)且不與tsv103重疊。因此，部分重疊的凹槽(諸如106或108)和不重疊的凹槽(諸如114或120)均不完全地形成在邊界113內(nèi)部。

例如，形成凹槽106至120的方法是在圖2的介電層104上形成圖案化的光刻膠層(未示出)。圖案化的光刻膠層的圖案暴露出介電層104的表面的八個基本上為四邊形的區(qū)域。然后，圖案化的光刻膠層用作掩模以蝕刻暴露的介電層104。蝕刻停止在導(dǎo)電層102處以及實施凹槽106至120的形成。

請注意，這不旨在為本發(fā)明限制于此處所示的實例。在一些其它實施例中，圖6的凹槽106至120可以是其它類型的形狀。例如，凹槽106至120的形狀可以是多邊形。在另一實例中，凹槽106至120的形狀可以是圓形或橢圓形。

參照圖4，在半導(dǎo)體襯底100之上形成焊盤122以電連接導(dǎo)電層102。焊盤122覆蓋介電層104的部分且延伸至凹槽106至120(由于截面角度，在圖4中僅描述凹槽106和108)。焊盤122可以完全地或部分地重疊導(dǎo)電層102和tsv103。在該實施例中，當(dāng)從頂視圖看時，焊盤完全地覆蓋tsv103的區(qū)域。請注意，焊盤122可以完全地或至少部分地填充凹槽106至120。在該實施例中，例如，焊盤122是厚焊盤，且焊盤122具有約20ka(千埃)至約40ka的厚度。焊盤122可以包括由例如鋁(al)組成的金屬層。例如，形成焊盤122的方法是在半導(dǎo)體襯底100之上形成鋁金屬層(未示出)，從而覆蓋整個介電層104且填滿凹槽106至120。然后，在鋁金屬層上形成圖案化的光刻膠層(未示出)，從而暴露出大約在對應(yīng)的導(dǎo)電層102之上的理想位置之上的鋁金屬層。之后，圖案化的光刻膠層用作掩模以蝕刻暴露的鋁金屬層，從而完成焊盤122的形成。

焊盤122的在凹槽106至120中形成的部分提供接觸件以通過焊盤122的在凹槽106至120中的部分電連接至導(dǎo)電層102。焊盤122、導(dǎo)電層102、和tsv103一起形成導(dǎo)電路徑以在表面100a上方或表面100b下方設(shè)置的組件之間傳達(dá)電通信。導(dǎo)電路徑是堆疊結(jié)構(gòu)且相對位置的布置可以根據(jù)堆疊的層之間的應(yīng)力相互作用改變。例如，如圖4所示，焊盤122布置為不完全地與導(dǎo)電層102接觸。焊盤122和導(dǎo)電層102之間的接觸點限制在凹槽106和108中。除了導(dǎo)電焊盤122，導(dǎo)電層102的部分還與介電層104接觸。換言之，導(dǎo)電層102的頂面102a同時與導(dǎo)電焊盤122的導(dǎo)電材料和介電層104的介電材料接觸。

本發(fā)明中提到的另一相互關(guān)系是焊盤122和tsv103之間的相對位置。即使焊盤122不與tsv103接觸，但是，從頂視圖看，焊盤122和tsv103之間的相對位置也是本發(fā)明中考慮的一個要素。因為圖6中的凹槽106和108不完全地位于tsv103的邊界內(nèi)，因此從圖4中的頂視圖看，焊盤122和導(dǎo)電層102之間的接觸點也不完全地位于tsv103的邊界內(nèi)。因此，在一些實施例中，焊盤122位于tsv103上方且完全地覆蓋tsv103,其中，插入的導(dǎo)電層102是焊盤122和tsv103之間的連接件。然而，焊盤122和導(dǎo)電層102之間的接觸點都不完全地在tsv103的邊界內(nèi)。換言之，從頂視圖，焊盤122和導(dǎo)電層102之間的完全內(nèi)部的接觸點被排除在焊盤122和tsv103之間的重疊區(qū)域之外。

參照圖4a，在一些實施例中，在襯底100和介電層104之間可辨識另一介電層104a。介電層104a可以由介電材料組成，諸如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、高k或低k介電材料、其他合適的介電材料和/或它們的組合。導(dǎo)電層102由介電層104a圍繞。為了一些其它實施例，為了簡潔，可以省略介電層104和介電層104a之間的界線。

參照圖5，形成保護(hù)層124以覆蓋介電層104的表面和焊盤122的側(cè)壁122a和122b的部分。保護(hù)層124可以由絕緣材料組成。保護(hù)層包括以下任何合適的材料：包括氧化硅、藍(lán)寶石、其他合適的絕緣材料和/或它們的組合。示例性的保護(hù)層可以包括埋氧層(box)。通過任何合適的工藝形成保護(hù)層，諸如注入(如，simox)、氧化、沉積和/或其他合適的工藝。請注意，這不旨在為本發(fā)明限制于此處所示的實例。保護(hù)層124覆蓋焊盤122的邊緣，因此加強(qiáng)焊盤122(尤其用于焊盤122的拐角)的接合。一旦已經(jīng)沉積了保護(hù)層124，可以在隨后的操作中執(zhí)行接下來的引線接合操作從而通過形成焊線(未示出)電連接外部電路和焊盤122。隨后的操作還包括模制操作以完成半導(dǎo)體器件封裝工藝。由于本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知隨后的引線接合和模制操作，且本發(fā)明關(guān)注在引線接合和模制操作之前的操作和結(jié)構(gòu)，為了簡潔將在此不再描述關(guān)于隨后操作的細(xì)節(jié)。

應(yīng)該注意，與其中整個焊盤接觸或電連接至內(nèi)部電路的常規(guī)技術(shù)不同，在本發(fā)明的方法中，僅在開口中形成的焊盤的一部分用于將整個焊盤電連接至內(nèi)部電路。請結(jié)合圖7參照圖5，圖7是根據(jù)本發(fā)明的示意性實施例的圖5的示意性頂視圖。相對地，圖5是沿圖7的線7-7截取的半導(dǎo)體的截面示意圖。如圖7所示，由于在tsv103的中心區(qū)域正上方的位置承受由深tsv103和厚焊盤122的結(jié)構(gòu)誘導(dǎo)的極高的應(yīng)力，因此在tsv103的內(nèi)部沒有凹槽。如圖7所示，為了防止這樣的應(yīng)力影響焊盤122和導(dǎo)電層102之間的整個導(dǎo)電性，本發(fā)明的所有凹槽106至120遠(yuǎn)離tsv103的中心區(qū)域且至少至橫跨tsv103的側(cè)壁的位置。

具體地，從圖7的頂視圖看，不超過開口區(qū)域的約50％與tsv103的覆蓋區(qū)重疊。在該實施例中，凹槽106、108、110和112的每個的不到約50％的區(qū)域與tsv103重疊。以這樣的方式，可以避免由深tsv103和厚焊盤122誘導(dǎo)的高應(yīng)力被轉(zhuǎn)移至厚焊盤122，其中，可以有效地避免焊盤122的剝離。

此外，在隨后的引線接合操作期間，由于布線之后向上的張力，焊盤122的拐角通常承受高應(yīng)力。高應(yīng)力有可能從焊盤122的邊緣沿著焊盤122被轉(zhuǎn)移至凹槽106至120。來自焊盤122的邊緣的應(yīng)力可以造成凹槽106至120中的連接部分從導(dǎo)電層102剝離，并且構(gòu)成稱為分層的焊盤剝離的高風(fēng)險，以及還損壞焊盤122下方的有源電路結(jié)構(gòu)。在該實施例中，公開了厚焊盤122的邊緣和凹槽106至120的最外側(cè)之間的更長的距離以解決上述問題。特別地，如圖7所示，厚焊盤122的每個邊緣和凹槽106至120的最外側(cè)邊緣之間的距離l大于約2um。在一些實施例中，厚焊盤122的距離l和厚度的比值可以為從約0.2至約2。

當(dāng)在圖7的實例中應(yīng)用同一拉伸應(yīng)力測試條件時，可以觀察到，與現(xiàn)有技術(shù)半導(dǎo)體器件相比，在圖7的示例性半導(dǎo)體器件中可以顯著地減小鋁焊盤的剝離。因此，可以使用圖7的示例性半導(dǎo)體器件改善鋁焊盤和下面的導(dǎo)電層之間的電和機(jī)械接合的穩(wěn)定性。因此，與現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體器件相比，圖7的示例性半導(dǎo)體器件已經(jīng)改善了可靠性。

此外，與常規(guī)技術(shù)的方法相比，本發(fā)明的工藝不復(fù)雜。實際上，本發(fā)明中不需要額外的操作或掩模。以下示出了防止本發(fā)明的實施例的焊盤剝離的結(jié)構(gòu)。

圖8至圖12是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的用于示出制造具有防焊盤剝離結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的流程的截面示意圖。在圖8中，提供半導(dǎo)體襯底800，其中，已經(jīng)形成有源電路結(jié)構(gòu)。襯底800是由與襯底100相同或相似的材料組成的。應(yīng)該理解，為了簡化附圖，在圖8中僅描述有源電路結(jié)構(gòu)的矩形的導(dǎo)電層802，并且沒有示出有源電路結(jié)構(gòu)中的所有器件。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該知道有源電路結(jié)構(gòu)包括例如多個半導(dǎo)體組件和多個半導(dǎo)體金屬互連件。在本發(fā)明中，導(dǎo)電層802代表半導(dǎo)體襯底800中的有源電路結(jié)構(gòu)中的層。導(dǎo)電層802從半導(dǎo)體襯底的頂面800a暴露出。導(dǎo)電層802提供表面802a作為用于與半導(dǎo)體襯底800外部的組件任何連接的電接觸終端。在一些實施例中，導(dǎo)電層802位于有源電路結(jié)構(gòu)的最上水平面中。

導(dǎo)電層802優(yōu)選地包括銅和具有約5ka至10ka的厚度。導(dǎo)電層802在tsv801和803上方形成且電連接至tsv801和803。tsv801和803縱向穿過半導(dǎo)體襯底800。在該實施例中，tsv是具有超導(dǎo)電性的銅材料組成的。tsv801的一端801a和tsv803的一端803a從襯底800的外部表面800b暴露。外表面800b與表面800a相對。暴露端801a和803a設(shè)計為連接至襯底800外部的一個或多個組件或電路。分別與端801a和803a相對的tsv801的另一端801b和tsv803的另一端803b與導(dǎo)電層802接觸。tsv801和803與導(dǎo)電層802在襯底800中且穿過襯底800形成導(dǎo)電路徑。因此，可以在表面800a上方的任何電路或表面800b下方的任何電路之間實現(xiàn)電通信。從而在3d封裝件中互連。

參照圖9，通過任何合適的工藝在半導(dǎo)體襯底800和導(dǎo)電層802上形成介電層804。介電層804可以由介電材料組成，諸如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、高k介電材料、其他合適的介電材料和/或它們的組合。

如圖10所示，在介電層804中形成凹槽806和814。在介電層804中形成凹槽806、808、812和814。每個凹槽具有基本上沿著tsv801和803的縱向測量的深度h。由于在制造操作期間的一些誤差，可能在不同凹槽之間具有稍微變化。但是，每個凹槽的對應(yīng)的深度h足夠大以暴露出表面802a的至少部分。tsv801和803的每個具有在其之上設(shè)置的至少一個凹槽(主題實施例中的兩個凹槽對應(yīng)每個tsv)但是凹槽與對應(yīng)的很少的tsv部分地重疊。以凹槽806為例，凹槽806位于tsv801上方但是具有在tsv801的側(cè)壁801e上方橫向突出的表面806a。另一方面，凹槽806的表面806b位于tsv801上面且橫向地位于側(cè)壁801e的邊界內(nèi)。以與凹槽806相似的方式在tsv801的相對側(cè)壁801f之上設(shè)置凹槽808。此外，以與凹槽806和808相似的方式，在tsv803的兩個側(cè)壁之上設(shè)置凹槽812和814。

結(jié)合圖13仍然參照圖10，圖13是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的圖10的示意性頂視圖。圖10是沿圖13的線13-13截取的半導(dǎo)體的截面示意圖。如圖13所示，凹槽806至842基本上是四邊形的，且tsv801的邊界811和tsv803的邊界813大約是圓形的。暴露出凹槽中的導(dǎo)電層802(陰影部分)。邊界811和813由虛線描述是因為它由導(dǎo)電層102覆蓋。特別地，凹槽806、808、812、814、818、826、832和840被形成為與tsv801和803的側(cè)壁的部分重疊。凹槽810、816、820、822、824、828、830、834、836、838和842形成在tsv801和803的邊界811和813外側(cè)且當(dāng)從頂視圖看時不與tsv801和803重疊。因此，部分重疊的凹槽(諸如806或812)和不重疊的凹槽(諸如816或842)均不完全地形成在邊界811和813內(nèi)部。

例如，形成凹槽806至842的方法是通過在圖9的介電層804上形成圖案化的光刻膠層(未示出)。圖案化的光刻膠層的圖案暴露出介電層804的表面的八個基本上是四邊形的區(qū)域。然后，圖案化的光刻膠層用作掩模以蝕刻暴露的介電層804。蝕刻停止在導(dǎo)電層802處且實施凹槽806至842的形成。在一些其它實施例中，圖13的凹槽806-842可以是其它類型的形狀。例如，凹槽806-842的形狀可以是多邊形。在另一實例中，凹槽806-842的形狀可以是圓形或橢圓形。

參照圖11，在半導(dǎo)體襯底800之上形成焊盤844以電連接導(dǎo)電層802。焊盤844覆蓋介電層804且延伸至凹槽806至842(由于截面角度，在圖11中僅描述凹槽806至814)。焊盤844可以完全地或部分地重疊導(dǎo)電層802和tsv801和803。在該實施例中，當(dāng)從頂視圖看時，焊盤844完全地覆蓋tsv801和803的區(qū)域。請注意，焊盤844可以完全地或至少部分地填充凹槽806至814。在該實施例中，例如，焊盤844是厚焊盤，且焊盤844具有約20ka至約40ka的厚度。焊盤844可以包括由例如鋁組成的金屬層。例如，形成焊盤844的方法是通過在半導(dǎo)體襯底800之上形成鋁金屬層(未示出)，從而覆蓋整個介電層804且填滿凹槽806至842。然后，在鋁金屬層上形成圖案化的光刻膠層(未示出)，從而暴露出大約在對應(yīng)的導(dǎo)電層802之上的理想位置之上的鋁金屬層。之后，圖案化的光刻膠層用作掩模以蝕刻暴露的鋁金屬層，從而完成該焊盤844形成。

焊盤844的在凹槽806至842中形成的部分提供功能以通過焊盤844的在凹槽806至842中的部分電連接至導(dǎo)電層802。

參照圖12，形成保護(hù)層846以覆蓋介電層804的表面和焊盤844的側(cè)壁844a和844b的部分。保護(hù)層846可以由絕緣材料組成。保護(hù)層包括以下任何合適的材料，包括氧化硅、藍(lán)寶石、其他合適的絕緣材料和/或它們的組合。示例性的保護(hù)層可以包括埋氧層(box)。通過任何合適的工藝形成保護(hù)層，諸如注入(如，simox)、氧化、沉積和/或其他合適的工藝。請注意，這不旨在為本發(fā)明限制于此處所示的實例。保護(hù)層846覆蓋焊盤844的邊緣，因此加強(qiáng)焊盤844(尤其用于焊盤844的拐角)的接合。一旦已經(jīng)沉積了保護(hù)層846，可以在隨后的操作中執(zhí)行接下來的引線接合操作從而通過形成焊線(未示出)電連接外部電路和焊盤844。

請結(jié)合圖14仍然參照圖12。圖14是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的圖12的示意性頂視圖。相對地，圖12是沿圖14的線14-14截取的半導(dǎo)體的截面示意圖。如圖14所示，由于在tsv801和803的中心區(qū)域正上方的位置承受由深tsv801和803以及厚焊盤844的結(jié)構(gòu)誘導(dǎo)的極高的應(yīng)力，因此在tsv801和803的內(nèi)部沒有凹槽。如圖14所示，為了防止這樣的應(yīng)力影響焊盤844和導(dǎo)電層802之間的整個導(dǎo)電性，本發(fā)明的所有凹槽806至842遠(yuǎn)離tsv801和803的中心區(qū)域且至少至橫跨tsv801和803的側(cè)壁的位置。

類似于圖7，凹槽806、808、812、814、818、826、832和840的每個的不到約50％的區(qū)域與tsv801和803重疊。以這樣的方式，可以避免由深tsv801和803以及厚焊盤844誘導(dǎo)的高應(yīng)力被轉(zhuǎn)移至厚焊盤844，其中，可以有效地避免焊盤844的剝離。此外，如圖14所示，厚焊盤844的邊緣的最外側(cè)與凹槽806、814、816、818、820、822、824、826、828、830、832、834、836、838、840和842的最外側(cè)之間的距離l大于約2um。在一些實施例中，厚焊盤844的距離l和厚度的比值可以為從約0.2至約2。

與圖5中示出的單個tsv對一個焊盤結(jié)構(gòu)相比，雙tsv對一個焊盤結(jié)構(gòu)具有在位于焊盤844的更寬的長度附近的tsv801和803的邊緣上方的凹槽(即，圖14的凹槽818、826、832和840)處的焊盤部分上方形成的額外的拉伸應(yīng)力。圖15是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的圖12的示意性頂視圖。如可以從圖15所見，去除tsv801和803的位于焊盤844的更寬長度附近的邊緣上方的凹槽以避免額外的拉伸應(yīng)力的效應(yīng)。當(dāng)在圖15的實例中應(yīng)用同一拉伸應(yīng)力測試條件時，可以觀察到，與圖14相比，進(jìn)一步減小了鋁焊盤的剝離。因此，當(dāng)一個焊盤結(jié)構(gòu)放置在tsv行上方時，可以使用圖15的半導(dǎo)體器件進(jìn)一步改善鋁焊盤和下面的導(dǎo)電層之間的電和機(jī)械接合的穩(wěn)定性。

本發(fā)明的一些實施例提供一種具有防焊盤剝離結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件。該半導(dǎo)體器件包括具有襯底穿孔(tsv)的半導(dǎo)體襯底；介電層，位于半導(dǎo)體襯底上且介電層中包括多個凹槽；以及位于半導(dǎo)體襯底之上以覆蓋介電層的部分且延伸至凹槽的焊盤；其中，從頂視圖欄，焊盤完全覆蓋tsv，且焊盤的每個邊緣和凹槽的最外側(cè)邊緣之間的距離大于指定的長度。

在本發(fā)明的一些實施例中，該方法還包括tsv上的導(dǎo)電層；其中，焊盤通過凹槽電連接至導(dǎo)電層使得焊盤電連接至tsv。

在本發(fā)明的一些實施例中，該方法還包括介電層上的保護(hù)層以覆蓋焊盤的側(cè)壁的至少部分。

在本發(fā)明的一些實施例中，導(dǎo)電層包括銅(cu)。

在本發(fā)明的一些實施例中，指定的長度為約2um。

在本發(fā)明的一些實施例中，當(dāng)從頂視圖看時，對于與tsv重疊的每個開口，重疊比率小于開口的區(qū)域的指定的比率。

在本發(fā)明的一些實施例中，指定的比率為約50％。

在本發(fā)明的一些實施例中，焊盤包括鋁(al)。

本發(fā)明的一些實施例提供了一種具有防焊盤剝離結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件。該半導(dǎo)體器件包括具有襯底穿孔(tsv)的半導(dǎo)體襯底；位于tsv上的導(dǎo)電層；介電層，位于半導(dǎo)體襯底上且介電層中包括多個凹槽；以及位于半導(dǎo)體襯底之上以覆蓋介電層部分的焊盤；其中，焊盤延伸至多個凹槽，以及多個接觸點限制在焊盤和導(dǎo)電層之間的凹槽中，以及當(dāng)從頂視圖看時，每個接觸點至少部分地被排除在tsv的邊界之外。

在本發(fā)明的一些實施例中，焊盤和導(dǎo)電層包括不同的金屬。

在本發(fā)明的一些實施例中，焊盤通過接觸點和導(dǎo)電層電連接至tsv。

在本發(fā)明的一些實施例中，當(dāng)從頂視圖看時，凹槽的至少部分與tsv部分地重疊。

在本發(fā)明的一些實施例中，當(dāng)從頂視圖看時，焊盤的每個邊緣和接觸點的最外側(cè)邊緣之間的距離大于約2um。

在本發(fā)明的一些實施例中，當(dāng)從頂視圖看時，對于與tsv重疊的每個接觸點，重疊比率小于接觸點的區(qū)域的約50％。

在本發(fā)明的一些實施例中，導(dǎo)電層位于tsv上方且完全地覆蓋tsv。

在本發(fā)明的一些實施例中，焊盤位于tsv上方且完全地覆蓋tsv。

在本發(fā)明的一些實施例中，導(dǎo)電層包括銅(cu)，且焊盤包括鋁(al)。

本發(fā)明的一些實施例提供了一種用于制造具有防焊盤剝離結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的方法。該方法包括：提供包括襯底穿孔(tsv)的半導(dǎo)體襯底；在半導(dǎo)體襯底上形成介電層；在介電層中形成多個凹槽；以及在半導(dǎo)體襯底之上形成焊盤以覆蓋介電層的至少部分且填充凹槽；其中，當(dāng)從頂視圖看時，焊盤的至少部分與tsv重疊。

在本發(fā)明的一些實施例中，該方法還包括tsv上形成導(dǎo)電層；其中，焊盤通過凹槽電連接至導(dǎo)電層使得焊盤電連接至tsv。

在本發(fā)明的一些實施例中，該方法還包括在介電層上形成保護(hù)層以覆蓋焊盤的側(cè)壁的至少部分。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供了一種具有防焊盤剝離結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件，包括：半導(dǎo)體襯底，包括襯底穿孔；介電層，位于所述半導(dǎo)體襯底上并且所述介電層中包括多個凹槽；以及焊盤，位于所述半導(dǎo)體襯底之上以覆蓋所述介電層的部分并且所述焊盤延伸至所述凹槽，其中，從頂視圖看，所述焊盤完全地覆蓋所述襯底穿孔，且所述焊盤的邊緣和所述凹槽的最外側(cè)邊緣之間的距離大于指定的長度。

在上述半導(dǎo)體器件中，還包括：導(dǎo)電層，位于所述襯底穿孔上；其中，所述焊盤穿過所述凹槽延伸至所述導(dǎo)電層以使所述焊盤電連接至所述襯底穿孔。

在上述半導(dǎo)體器件中，還包括：保護(hù)層，位于所述介電層上以覆蓋所述焊盤的側(cè)壁的至少部分。

在上述半導(dǎo)體器件中，所述導(dǎo)電層包括銅(cu)。

在上述半導(dǎo)體器件中，所述指定的長度為2um。

在上述半導(dǎo)體器件中，從所述頂視圖看，每個凹槽與所述襯底穿孔部分地重疊，且重疊比率小于所述凹槽的區(qū)域的指定的比率。

在上述半導(dǎo)體器件中，所述指定的比率為50％。

在上述半導(dǎo)體器件中，所述焊盤包括鋁(al)。

根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，還提供了一種半導(dǎo)體器件，包括：半導(dǎo)體襯底，包括襯底穿孔；導(dǎo)電層，位于所述襯底穿孔上；介電層，位于所述半導(dǎo)體襯底上以及所述介電層中包括多個凹槽；以及焊盤，位于所述半導(dǎo)體襯底之上以覆蓋所述介電層的部分；其中，所述焊盤延伸至所述多個凹槽，且多個接觸點限制在位于所述焊盤和所述導(dǎo)電層之間的所述凹槽中，以及當(dāng)從頂視圖看時，所述接觸點的每個至少部分地排除在所述襯底穿孔的邊界之外。

在上述半導(dǎo)體器件中，所述焊盤和所述導(dǎo)電層包括不同的金屬。

在上述半導(dǎo)體器件中，所述焊盤通過所述接觸點和所述導(dǎo)電層電連接至所述襯底穿孔。

在上述半導(dǎo)體器件中，當(dāng)從所述頂視圖看時，所述凹槽的至少部分與所述襯底穿孔部分地重疊。

在上述半導(dǎo)體器件中，當(dāng)從所述頂視圖看時，所述焊盤的每個邊緣和所述接觸點的所述最外側(cè)邊緣之間的距離大于2um。

在上述半導(dǎo)體器件中，當(dāng)從所述頂視圖看時，對于與所述襯底穿孔重疊的每個接觸點，重疊比率小于所述接觸點的區(qū)域的50％。

在上述半導(dǎo)體器件中，所述導(dǎo)電層位于所述襯底穿孔上方且完全地覆蓋所述襯底穿孔。

在上述半導(dǎo)體器件中，所述焊盤位于所述襯底穿孔上方且完全地覆蓋所述襯底穿孔。

在上述半導(dǎo)體器件中，所述導(dǎo)電層包括銅(cu)，且所述焊盤包括鋁(al)。

根據(jù)本發(fā)明的又一實施例，還提供了一種用于制造具有防焊盤剝離結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的方法，包括：提供包括襯底穿孔的半導(dǎo)體襯底；在所述半導(dǎo)體襯底上形成介電層；在所述介電層中形成多個穿孔；以及在所述半導(dǎo)體襯底之上形成焊盤以覆蓋所述介電層的至少部分且填充所述穿孔；其中，當(dāng)從頂視圖看時，所述焊盤的至少部分與所述襯底穿孔重疊。

在上述方法中，還包括：在所述襯底穿孔上形成導(dǎo)電層；其中，所述焊盤延伸至所述導(dǎo)電層并且穿過所述介電層，使得所述焊盤電連接至所述襯底穿孔。

在上述方法中，還包括：在所述介電層上形成保護(hù)層以覆蓋所述焊盤的側(cè)壁的至少部分。

上面概述了若干實施例的部件、使得本領(lǐng)域技術(shù)人員可以更好地理解本發(fā)明的方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，他們可以容易地使用本發(fā)明作為基礎(chǔ)來設(shè)計或修改用于實現(xiàn)與在此所介紹實施例相同的目的和/或?qū)崿F(xiàn)相同優(yōu)勢的其他工藝和結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)該意識到，這種等同構(gòu)造并不背離本發(fā)明的精神和范圍、并且在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，在此他們可以做出多種變化、替換以及改變。