技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及電子器件以及形成電子器件的工藝，并且更特別地涉及包括在溝槽內(nèi)的特征件(feature)的電子器件及其形成工藝。

背景技術(shù)：

穿過晶片的通孔典型地被用來形成在堆疊結(jié)構(gòu)的不同管芯之間的連接。此類通孔能夠通過在晶片的其中一個主表面上形成電路來形成。然后通過背研磨或其它機械操作使晶片變薄，并且然后形成通孔通過晶片的全部或基本上全部的剩余厚度。每個通孔具有類似于但稍微小于由鍵合焊盤所占用的區(qū)域的寬度。由此，通孔的寬度為50微米或更大。通孔包括體硅、多晶硅、元素金屬、金屬合金、導(dǎo)電性金屬氮化物或者它們的組合并且不包括分立的內(nèi)部特征件。換言之，通孔是簡單的微型絲線。晶片被切單以形成個體管芯，并且管芯然后能夠被堆疊使得由于通孔而在疊層之內(nèi)一個管芯的鍵合焊盤與另一個管芯的鍵合焊盤電連接。堆疊的管芯被貼附于封裝襯底，并且封裝襯底和堆疊的管芯的組合被組裝到完成的集成電路之內(nèi)。

圖1包括在現(xiàn)有技術(shù)的電子器件中使用的結(jié)構(gòu)12的頂視圖的圖示。結(jié)構(gòu)12被用來以穿過晶片的通孔在諸如成像傳感器和微型封裝應(yīng)用那樣的應(yīng)用中形成電連接。結(jié)構(gòu)12通過蝕刻管芯襯底10以形成導(dǎo)電中心特征件14以及圍繞中心特征件14的環(huán)形溝槽16的方式來形成。管芯襯底12和中心特征件14具有基本上相同的組成和晶體取向。中心特征件具有100微米的典型寬度，并且溝槽具有15微米的寬度和達數(shù)百微米的深度。熱氧化被執(zhí)行以沿著中心特征件14和環(huán)形溝槽16的暴露側(cè)壁形成內(nèi)襯氧化物18。環(huán)形溝槽16的剩余部分以介電材料19來填充。

附圖說明

實施例通過實例的方式來示出并且不限制于附圖。

圖1包括在現(xiàn)有技術(shù)的電子器件中使用的結(jié)構(gòu)的頂視圖。(現(xiàn)有技術(shù))。

圖2包括根據(jù)在此所描述的概念在一個溝槽之內(nèi)的特定特征件的頂視圖。

圖3包括根據(jù)在此所描述的概念在另一個溝槽之內(nèi)的另一個特定特征件的頂視圖。

圖4包括根據(jù)在此所描述的概念在另一個溝槽之內(nèi)的另一個特定特征件的頂視圖。

圖5包括根據(jù)在此所描述的概念在另一個溝槽之內(nèi)的另一個特定特征件的頂視圖。

圖6包括根據(jù)在此所描述的概念在另一個溝槽之內(nèi)的另一個特定特征件的頂視圖。

圖7包括根據(jù)在此所描述的概念在另一個溝槽之內(nèi)的另一個特定特征件的頂視圖。

圖8包括根據(jù)在此所描述的概念在另一個溝槽之內(nèi)的另一個特定特征件的頂視圖。

圖9包括根據(jù)在此所描述的概念在另一個溝槽之內(nèi)的另一個特定特征件的頂視圖。

圖10包括根據(jù)在此所描述的概念在另一個溝槽之內(nèi)的另一個特定特征件的頂視圖。

圖11包括根據(jù)在此所描述的概念在另一個溝槽之內(nèi)的另一個特定特征件的頂視圖。

圖12包括根據(jù)在此所描述的概念在另一個溝槽之內(nèi)的另一個特定特征件的頂視圖。

圖13包括根據(jù)在此所描述的概念在另一個溝槽之內(nèi)的另一個特定特征件的頂視圖。

圖14包括根據(jù)在此所描述的概念在一個溝槽之內(nèi)的一組特定特征件的頂視圖。

圖15包括根據(jù)在此所描述的概念在另一個溝槽之內(nèi)的另一組特定特征件的頂視圖。

圖16包括根據(jù)在此所描述的概念在另一個溝槽之內(nèi)的另一組特定特征件的頂視圖。

圖17包括根據(jù)在此所描述的概念在另一個溝槽之內(nèi)的另一組特定特征件的頂視圖。

圖18包括根據(jù)在此所描述的概念在另一個溝槽之內(nèi)的另一組特定特征件的頂視圖。

圖19包括根據(jù)在此所描述的概念在另一個溝槽之內(nèi)的另一組特定特征件的頂視圖。

圖20包括根據(jù)在此所描述的概念在另一個溝槽之內(nèi)的另一組特定特征件的頂視圖。

圖21包括含有圖5的特征件的同軸饋通的頂視圖。

圖22包括含有圖5的特征件的三軸饋通的頂視圖。

圖23包括根據(jù)在此所描述的概念在一組特定溝槽之內(nèi)的一組特定特征件的頂視圖。

圖24包括在將層形成于襯底上之后工件的一部分的截面圖的圖示。

圖25包括圖24的工件在將溝槽蝕刻于襯底內(nèi)之后的截面圖的圖示。

圖26包括圖27的工件在形成內(nèi)襯絕緣層并以材料填充溝槽的剩余部分之后的截面圖的圖示。

圖27包括圖26的工件在形成并圖形化絕緣層之后的截面圖的圖示。

圖28包括圖27的工件在形成互連之后的截面圖的圖示。

圖29包括圖28的工件在去除襯底的背面部分之后的截面圖的圖示。

圖30包括圖29的工件在形成并圖形化絕緣層并且使材料在溝槽內(nèi)的部分暴露之后的截面圖的圖示。

圖31包括圖30的工件在形成凸塊下金屬化和凸塊金屬化之后的截面圖的圖示。

圖32包括其中電容器形成于溝槽之內(nèi)并且與電容器電極的電連接沿著襯底的同一面的工件的一部分的截面圖的圖示。

圖33包括其中電容器位于溝槽之內(nèi)并且與電容器電極的電連接沿著襯底的相反面的工件的一部分的截面圖的圖示。

圖34包括其中二極管位于溝槽之內(nèi)的工件的一部分的截面圖的圖示。

圖35包括其中導(dǎo)電材料在不同溝槽之內(nèi)的不同部分按特定的布置來電連接的工件的一部分的頂視圖的圖示。

本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識到在附圖中的元件為了簡單和清晰起見而示出并且不一定按比例畫出。例如，可以將附圖中的某些元件的尺寸相對其它元件進行夸張以幫助提高對本發(fā)明的實施例的理解。

具體實施方式

下面提供了結(jié)合附圖的描述以幫助理解在此所公開的教導(dǎo)。下面的討論將聚焦于教導(dǎo)的具體實現(xiàn)方式和實施例。在此提供了這個焦點以幫助描述教導(dǎo)并且不應(yīng)當(dāng)被理解為對該教導(dǎo)的范圍或適用性的限定。然而，在本申請中無疑能夠利用其它的教導(dǎo)。雖然在此描述了數(shù)值范圍以提供對特定實施例更好的理解，但是在閱讀了本說明書之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識到在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下可以使用數(shù)值范圍之外的值。

詞語“有源零件”意指包括控制電極的電子零件，該控制電極在被施以適當(dāng)?shù)钠珘簳r開啟或關(guān)閉電子零件，使得在電子零件的電流電極之間的電流流過或不流過。有源零件的實例包括雙極晶體管、場效應(yīng)晶體管、半導(dǎo)體控制整流器、晶閘管等。

詞語“電極零件”意指作為或者能夠輕易地形成為電路的一部分的零件。電子零件的實例包括有源零件、無源零件、互連、通孔等。

詞語“金屬”或其任何變型在涉及材料時意指的材料，無論是否是分子化合物，其包括位于第1族到第12族的任何族之內(nèi)，位于第13族到第16族之內(nèi)的元素，沿著由原子序數(shù)13(Al)、31(Ga)、50(Sn)、51(Sb)和84(Po)所限定的線并位于該線以下的元素。金屬本身不包括Si或Ge。與元素周期表內(nèi)的列對應(yīng)的族號使用了“新表示法”公約，這可參見CRC Handbook of Chemistry and Physics(第81版，2000-2001)。

詞語“無源零件”意指在作為電子電路的一部分時顯著影響電壓或電流的電子零件，其中該電子零件不具有控制電極。無源零件的實例包括電容器、二極管、電感器、電阻器等。對本說明書而言，互連和通孔不是無源零件。

詞語“基本上填充”在涉及被形成于開口或溝槽之內(nèi)的材料時，意指開口或溝槽的大部分，或者開口或溝槽的剩余部分的大部分(如果之前已經(jīng)形成了內(nèi)襯層、阻擋層或其它相對薄的層)由材料所填充。注意，偶發(fā)的孔洞可能在以材料基本上填充開口或溝槽時形成。詞語“基本上完全填充”意指開口或溝槽的基本上全部或者開口或溝槽的剩余部分的基本上全部由材料所填充，沒有顯著數(shù)量的孔洞形成于開口或溝槽之內(nèi)。

詞語“包括”、“包含”、“含有”、“具有”、“擁有”、“帶有”或其任何其它變型，意欲覆蓋非排它性的包括。例如，包括一系列特征件的方法、物品或裝置并不一定僅限于那些特征件而是可以包括未明確列出的或者該方法、物品或裝置所固有的其它特征件。此外，除非有與此相反的明確規(guī)定，否則“或(or)”指的是包含性的或而不是排它性的或。例如，條件A或B在下列情況之一下即得以滿足：A為真(或存在)且B為假(或不存在)，A為假(或不存在)且B為真(或不存在)，以及A和B兩者均為真(或存在)。

此外，“一(a)”或“一個(an)”的使用被用來描述在此所描述的元件和零件。這僅為了方便并給出本發(fā)明的范圍的一般意義而進行。該描述應(yīng)當(dāng)這樣理解：除非另有明確規(guī)定，否則復(fù)數(shù)形式包括一個或至少一個以及單數(shù)形式也包括復(fù)數(shù)形式。例如，當(dāng)在此描述單個項目時，可以使用多個項目來代替單個項目。類似地，在這里描述了多個項目的情形中，單個項目可以代替該多個項目。

除非另有規(guī)定，否則在此所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員的通常所理解的含義相同的含義。材料、方法和實例只是說明性的而非意指是限制性的。對于在此沒有描述的范圍，關(guān)于具體的材料和處理動作的許多細(xì)節(jié)是常規(guī)的并且可以在半導(dǎo)體和電子領(lǐng)域內(nèi)的教材及其它資源中找到。

精細(xì)成形的特征件能夠形成于深的溝槽之內(nèi)，其中所述特征件即使在環(huán)繞特征件的溝槽由材料所填充的地方被處理時也基本上將它們的形狀維持。在一個實施例中，特征件從頂部看來能夠具有包括顯著提高特征件的機械穩(wěn)定性的段(segment)的形狀。在另一個實施例中，特征件從頂部看來能夠是環(huán)的形狀。特征件的兩種類型都能夠顯著地提高機械穩(wěn)定性并且能夠允許溝槽形成達至少大約40微米或更深的深度并允許由材料基本上填充，同時該特征件與襯底的側(cè)壁以及與其它直接相鄰的特征件(如果存在)之間維持基本上相同的間距。在此所描述的實施例能夠在僅占用相對較小面積的管芯襯底的同時實現(xiàn)相對較大的尺寸。在下面的描述中，將描述形成基礎(chǔ)的構(gòu)建塊的不同形狀的特征件和溝槽。明顯地，在不脫離所附權(quán)利要求書的范圍的情況下可以使用許多其它形狀。

圖2包括工件20的一部分的頂視圖的圖示，該工件20包括管芯襯底22、具有I形梁形狀的特征件24以及在管芯襯底22和特征件24之間的溝槽26。特征件24包括段242、244和246。與僅具有段242的另外特征件相比，段244和246有助于提高特征件24的機械穩(wěn)定性。段242、244和246的長沿著不同的線展開，其中與段244和246的長對應(yīng)的線基本上相互平行。在另一個實施例(沒有示出)中，段244和246的長相互不平行。

段242具有段寬度(“S”)248。S能夠至少與用來圖形化工件20以形成特征件24的光刻工具的分辨率極限一樣大。在一個實施例中，S為至少大約0.6微米，以及在另一個實施例中，S為至少大約0.8微米。在理論上，S值沒有已知的上限；但是，隨著S增大，由沿著主表面的特征件24所占用的管芯襯底的面積大小變得更大。S可以高達5微米，因為在大于5微米時，能夠使用另外更簡單的形狀，例如實心圓(參見圖1)或其它實心平面形狀。因為在此所描述的實施例能夠用來減小特征件的尺寸，同時仍然維持可接受的機械穩(wěn)定性，所以S能夠小于2.0微米。在一個實施例中，S不大于大約1.6微米，以及在另一個實施例中，S不大于大約1.4微米。在特定的實施例中，S的范圍為大約0.8～大約1.2微米。與段242相比，段244和246能夠具有相同的寬度或不同的寬度。

溝槽26具有溝槽寬度(“T”)268。T能夠至少與用來圖形化工件20以限定溝槽26的光刻工具的分辨率極限一樣大。注意，溝槽26的寬度能夠隨深度的變化而變化，因為與溝槽26的頂部相比，溝槽26在溝槽26的底部附近可以更窄。因而，在溝槽26內(nèi)于最接近于有源零件由此形成的管芯襯底22的主表面的高度處測量T。與S相似，T值沒有已知的上限；但是，隨著T增大，由沿著主表面的溝槽26所占用的管芯襯底的面積大小變得更大。此外，相對寬的溝槽需要較長時間的沉積和更多的材料來填充。溝槽可以或可以不從頂部到底部或者從底部到頂部逐漸變小，或者以某種有利于器件結(jié)構(gòu)或器件性能或者改進制造的方式向外張開。因而，從實際的觀點看，T可以高達10微米。在一個實施例中，T不大于大約10微米，以及在另一個實施例中，T不大于大約4.0微米。在特定的實施例中，T的范圍為大約0.8～大約3.0微米。在特征件24的每個邊與其最接近的溝槽26的對應(yīng)邊之間的距離能夠是針對尺寸T所描述的任何尺寸。距離可以是基本上相同的或者是沿著特征件24的不同邊而不同的。在圖2所示的實施例中，溝槽26在沿著管芯襯底22的主表面的所有位置具有基本上相同的寬度。

圖3包括工件30的一部分的頂視圖的圖示，該工件30包括管芯襯底32、具有I形梁形狀的特征件34以及在襯底32和特征件34之間的溝槽36。與特征件24相似，特征件34包括段342、344和346。特征件34對在溝槽36之內(nèi)形成隔離結(jié)構(gòu)能夠是有用的。與特征件24不同，特征件34在特征件34的相對端具有凹口347和349。從頂視圖看，凹口347和349有助于使特征件34各邊之間的距離在沿著特征件34的周邊的基本上所有點處都保持較均勻。因而，特征件34被熱氧化，使得沿著特征件34的所有邊在任意特定高度處的完全氧化基本上同時發(fā)生。將特征件34與特征件24進行比較；在特征件24的熱氧化期間并且在相同的高度，特征件24中與段242和244的相交點以及段242和246的相交點對應(yīng)的部分在特征件24的剩余部分被氧化時可以不被完全氧化。因而，特征件34不太可能將管芯襯底材料的殘余刺突或針狀體留在隔離結(jié)構(gòu)之內(nèi)。因而，特征件34對形成很深的隔離結(jié)構(gòu)能夠是有用的，并且在特定的實施例中，在管芯襯底32的一部分被去除之后可以延伸基本上完全通過管芯襯底32。該結(jié)構(gòu)還提高了通孔結(jié)構(gòu)的強度和穩(wěn)定性。前面為特征件24所描述的S和T的值可以用于特征件34的段342、344和346的寬度，以及溝槽36的寬度。

T可以被表示為S的關(guān)系式。該關(guān)系在形成隔離結(jié)構(gòu)時能夠是有用的，在所述隔離結(jié)構(gòu)中以熱氧化物來填充溝槽36，其中熱氧化消耗特征件34的基本上全部至溝槽36內(nèi)達幾十微米的深度。在一個實施例中，T為至少大約0.9倍的S，以及在另一個實施例中，T不大于大約5.0倍的S。在特定的實施例中，T的范圍為大約1.0～大約4.0倍的S，以及在另一特定的實施例中，T的范圍能夠為大約1.3～大約3.0倍的S。例如，當(dāng)S為0.8微米時，T的范圍能夠為大約1.2～大約2.0微米；當(dāng)S為1.0微米時，T的范圍能夠為大約1.4～大約2.4微米；以及當(dāng)S為1.2微米時，T的范圍能夠為大約1.6～大約2.8微米。這些范圍只是示例性的而并非意指在給定特定的S值的情況下限制T值的范圍。

在非限制性的實施例中，特征件34具有在最接近管芯襯底32的主表面的高度所測得的總長度(“L”)382和總寬度(“W”)。能夠?qū)確定為前面所描述的S和T的函數(shù)。在特定的實施例中，L處于4倍的S與3倍的T之和或(4T+3S)(當(dāng)表示為公式時)的20％以內(nèi)。在另一特定的實施例中，L處于(4S+3T)的10％以內(nèi)，以及在又一特定的實施例中，L處于(4S+3T)的5％以內(nèi)。W能夠被表示為L的函數(shù)。在一個實施例中，W為至少0.4L，以及在另一個實施例中W為至少0.6L。在特定的實施例中，W的范圍為大約0.45L～大約0.55L。

雖然已經(jīng)針對特征件34和溝槽36描述了S和T之間的關(guān)系，但是任何一種或多種此類關(guān)系能夠擴展到在此所描述的其它特征件的段的寬度以及其它溝槽的寬度，包括特征件24和溝槽26。類似地，在L和W相對彼此之間的關(guān)系以及S和T的關(guān)系也可以用于特征件24和溝槽26。

圖4和5示出了Y形特征件和對應(yīng)的溝槽。圖4包括工件40的一部分的頂視圖的圖示，該工件40包括管芯襯底42、具有Y字形狀的特征件44以及在管芯襯底42和特征件44之間的溝槽46。特征件44包括段442、444和446，它們每一個從特征件44的中心沿著不同的方向延伸。段442具有段寬度448，段寬度448能夠具有前面針對圖2中的特征件24為尺寸S所描述的任何值。段444和446也具有能夠具有前面針對圖2中的特征件24為尺寸S所描述的任何值的段寬度。至于段442、444和446相互之間，它們能夠具有彼此相比基本上相同的或不同的段寬度。

段442、444和446的長度不具有理論上已知的上限；但是實際上，例如管芯襯底42的可用面積能夠提供實際的上限。在一個實施例中，段442、444和446的長度不大于50微米，以及在另一個實施例中，長度不大于9微米。在又一個實施例中，段的長度至少與段442、444和446的最窄的寬度一樣長，以及在另一個實施例中，每個段的長度為同一段的寬度的至少兩倍。在特定的實施例中，段442、444和446的長度的范圍為大約1.2～大約4.0微米。溝槽結(jié)構(gòu)可以沿著襯底的所選晶面來取向以控制包括通孔結(jié)構(gòu)的各個層的氧化或沉積，例如，使段沿著{100}或{110}或{111}方向(或者在其它襯底材料中為其它方向)排列。

溝槽46被成形為使得與圖5中的特征件54和溝槽56相比，沿著溝槽46的邊的任意點與特征件44的對應(yīng)的最近點之間的距離更均勻。溝槽46具有能夠具有前面針對圖2的溝槽26為尺寸T所描述的任何值的溝槽寬度468，或者具有針對圖3中的特征件34和溝槽36所描述的T和S之間的關(guān)系。

圖5包括工件50的一部分的頂視圖的圖示，該工件50包括管芯襯底52、具有Y字形狀的特征件54以及在管芯襯底52和特征件54之間的溝槽56。特征件54能夠具有針對圖4的特征件44所描述的任何屬性。圖5中，溝槽56不同于溝槽46的地方在于與圖4中的溝槽46的對應(yīng)區(qū)域相比，溝槽56的與段542、544和546的端部最接近的側(cè)面更成方形。從物理設(shè)計的觀點看，當(dāng)使用計算機來在集成電路設(shè)計中確定溝槽56的布置時圖5的溝槽56可以允許進行更簡單的計算。除了溝槽56的角的形狀，該溝槽能夠具有針對圖4的溝槽46所描述的任何屬性。在閱讀了本說明書之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠確定究竟是圖4的溝槽46還是圖5的溝槽56為它們的特定應(yīng)用提供了更好的選擇。

能夠使用特征件的其它形狀，它們具有的段在如圖6到10所示的實施例中能夠有助于提高機械穩(wěn)定性。圖6包括工件60的一部分的頂視圖的圖示，該工件60包括管芯襯底62、具有交叉形狀的特征件64以及在管芯襯底62和特征件64之間的溝槽66。特征件64包括各自從特征件64的中心沿著不同的方向延伸的段642、644、646和648。溝槽可以只具有兩個段。圖7包括工件70的一部分的頂視圖的圖示，該工件70包括管芯襯底72、具有交叉形狀的特征件74以及在管芯襯底72和特征件74之間的溝槽76。特征件74包括各自從特征件74的中心沿著不同的方向延伸的段742和744。段742和744具有不同的寬度。該特征件不需要具有直線形狀的段。圖8包括工件80的一部分的頂視圖的圖示，該工件80包括管芯襯底82、特征件84以及在管芯襯底82和特征件84之間的溝槽86。特征件84包括曲線段842和直線段844。曲線段842能夠大致是圓形(如圖所示)、橢圓形、長橢圓形或另外的曲線形狀。直線段844能夠有助于給曲線段842提供機械穩(wěn)定性，或相反。

特征件不需要具有彼此相交成銳角的段。圖9包括工件90的一部分的頂視圖的圖示，該工件90包括管芯襯底92、具有V字形狀的特征件94以及在管芯襯底92和特征件94之間的溝槽96。特征件94包括相交成銳角的段942和944。特征件可以是相對復(fù)雜的。溝槽106的形狀不一定匹配特征件的外周邊。圖10包括工件100的一部分的頂視圖的圖示，該工件100包括管芯襯底102、特征件104以及在管芯襯底102和特征件104之間的溝槽106。注意，溝槽106具有六邊形的外周邊，并且特征件104不具有復(fù)雜的外周邊且不是六邊形的。溝槽106的外周邊的六邊形對自動物理設(shè)計工具可以是有用的。在圖10中，特征件104包括垂直的段1040、1044和1048以及水平的段1042和1046。

前面針對圖2和3所描述的尺寸S和T的值以及它們的關(guān)系能夠用于圖6到10中的特征件和溝槽。注意，在圖10中，垂直的段1044與垂直的段1040和1048間隔開值T，因為在垂直的段1040、1044和1048之間的空間是溝槽106的某些部分。

環(huán)形特征件可以用來提高特征件的機械穩(wěn)定性。圖11包括工件110的一部分的頂視圖的圖示，該工件110包括管芯襯底112、具有圓形環(huán)的特征件114、在管芯襯底112和特征件114之間的溝槽116以及由環(huán)所限定的溝槽119。與圖1的特征件14的直徑相比，特征件114的環(huán)形狀使特征件能夠具有更小的外直徑，同時仍然保持機械穩(wěn)定性。例如，圖11的特征件114的外直徑可以是大約3微米并且仍然允許溝槽116和119深40微米以上，以及在另一個實施例中深100微米以上。圖1的特征件14將很可能需要至少30微米的直徑以在大約40微米的深度獲得同樣的機械穩(wěn)定性。

環(huán)形特征件的形狀不需要是圓形的。圖12包括工件120的一部分的頂視圖的圖示，該工件120包括管芯襯底122、具有方行或矩形環(huán)的特征件124、在管芯襯底122和特征件124之間的溝槽126以及由環(huán)所限定的溝槽129。在其它的實施例中，可以將其它形狀用于環(huán)形特征件。圖13包括工件130的一部分的頂視圖的圖示，該工件130包括管芯襯底132、具有六邊形環(huán)的特征件134、在管芯襯底132和特征件134之間的溝槽136以及由環(huán)所限定的溝槽139。在其它的實施例中，可以將其它形狀用于環(huán)形特征件。前面針對圖2和3所描述的尺寸S和T的值以及它們的關(guān)系能夠用于圖11到13中的特征件和溝槽。

本發(fā)明已經(jīng)公開了多種不同形狀的特征件和溝槽。在閱讀了本說明書之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識到在不脫離教導(dǎo)的情況下，在此能夠使用用于特征件和溝槽的許多其它形狀。

圖14到23示出了其中能夠基于在前面圖形中所描述的單元使用的特征件的陣列的實施例。一般而言，溝槽的數(shù)量對應(yīng)于將在管芯襯底內(nèi)形成的零件或較大零件的部件的數(shù)量。與前面所描述的單元相似，在此所示出和描述的特定實施例只是示例性的并且不限定在此所描述的概念。

圖14和15示出了具有位于溝槽內(nèi)的I形梁形狀的特征件。圖14和15能夠通過沿著行或列交錯特征件的位置使特征件在溝槽內(nèi)相對緊密堆積。圖14和15每個都能夠用于形成溝槽之內(nèi)的電子零件或基本上填充了由所示溝槽限定的區(qū)域的隔離結(jié)構(gòu)。在特定的實施例中，隔離結(jié)構(gòu)基本上完全填充由所示溝槽限定的區(qū)域?？梢允褂迷陧敱砻?、底表面或兩個表面上的導(dǎo)電互連來選擇性地連接特征件。

圖14包括工件140的一部分的頂視圖的圖示，該工件140包括管芯襯底142，特征件141、143、145和147，以及在管芯襯底142與特征件141、143、145和147之間和在特征件自身之間的溝槽146。特征件141、143、145和147每個都基于圖2中的特征件24。圖15包括工件150的一部分的頂視圖的圖示，該工件150包括管芯襯底152，特征件1512、1532、1552和1572，局部特征件1514、1516、1518、1534、1536、1554、1556、1574、1576和1578，以及在管芯襯底152與特征件151、153、155和157之間和在特征件自身之間的溝槽156。特征件和局部特征件每個都基于圖3中的特征件34。圖15中的實施例的物理設(shè)計很好地適合于通過熱氧化來形成隔離結(jié)構(gòu)。

圖16到18示出了位于溝槽之內(nèi)的具有Y字形狀的特征件。圖16包括工件160的一部分的頂視圖的圖示，該工件160包括管芯襯底162、特征件1641到1646以及在管芯襯底162與特征件1641到1646之間和在特征件自身之間的溝槽166。特征件1641到1646和溝槽166每個都基于圖5中的特征件54和溝槽56。注意，特征件1641到1646按行和列來取向，其中特征件1641到1646的取向在直接相鄰的行之間交替。圖16中的實施例的物理設(shè)計很好地適合于通過熱氧化來形成隔離結(jié)構(gòu)。

圖17包括工件170的一部分的頂視圖的圖示，該工件170包括管芯襯底172、特征件1741到1746以及在管芯襯底172與特征件1741到1746之間和在特征件自身之間的溝槽176。特征件1741到1746和溝槽176每個都基于圖5中的特征件54和溝槽56。注意，特征件1741到1746按行和列來取向，其中特征件的取向是這樣的：沿著列，特征件的中心沿直線鋪開，并且沿著行，特征件的中心相交錯。

圖18包括工件180的一部分的頂視圖的圖示，該工件180包括管芯襯底182、包括特征件1841的特征件、以及在管芯襯底182與特征件之間和在特征件自身之間的溝槽186。每個特征件都基于圖4中的特征件44和溝槽46。注意，這些特征件類似于圖16中的特征件那樣來取向。注意，溝槽186的整體形狀形成90°的彎曲。該彎曲能夠用來避免在已經(jīng)形成了或?qū)S后形成電子零件的地方形成溝槽。電子零件能夠包括有源零件，例如晶體管，或無源零件，例如電阻器、電容器、二極管等。在另一個實施例(沒有示出)中，溝槽的整體形狀能夠形成不同的角度，例如45°。

環(huán)形特征件能夠使用于陣列中。圖19包括工件190的一部分的頂視圖的圖示，該工件190包括管芯襯底192，限定了環(huán)1991到1995的特征件1941到1945，以及在管芯襯底192與特征件1941到1945之間和在特征件自身之間的溝槽196。特征件1941到1945、溝槽196和環(huán)1991到1995每個都基于圖13中的特征件134、溝槽136和環(huán)139。電子零件能夠形成于每個溝槽196和環(huán)1991到1995之內(nèi)。

復(fù)雜的特征件還可以按陣列圖形來布置。圖20包括工件200的一部分的頂視圖的圖示，該工件200包括管芯襯底202、特征件2041到2045以及在管芯襯底202與特征件2041到2045之間和在特征件自身之間的溝槽206。特征件2041到2045和溝槽206每個都基于圖10中的特征件104和溝槽106。

圖21和22示出了能夠用于n軸連接器的物理設(shè)計。圖21包括工件210的一部分的頂視圖的圖示，該工件210包括管芯襯底212、特征件2142和2144、環(huán)219以及在管芯襯底212和特征件2144之間的溝槽216。當(dāng)導(dǎo)電材料形成于環(huán)219和溝槽216之內(nèi)時，圖21的物理設(shè)計能夠用于形成同軸連接器。圖22包括工件220的一部分的頂視圖的圖示，該工件220包括管芯襯底222，特征件2242、2244和2246，環(huán)2292和2294，以及在管芯襯底222和特征件2246之間的溝槽226。當(dāng)導(dǎo)電材料形成于環(huán)2292和2294之內(nèi)和溝槽226之內(nèi)時，圖22的物理設(shè)計能夠用于形成三軸連接器。更高次的軸連接器可以通過包含環(huán)繞特征件2242的更多環(huán)形特征件來創(chuàng)造。

能夠使用多個溝槽。圖23包括工件230的一部分的頂視圖的圖示，該工件230包括管芯襯底232、特征件2341到2346以及在管芯襯底232與它們對應(yīng)的特征件2341到2346之間的溝槽2361到2366。溝槽/特征件組合(即，溝槽與其對應(yīng)的特征件的組合)的構(gòu)造能夠是按行和列的。如圖所示，將溝槽/特征件組合沿著直的行以及交錯的或?qū)堑牧衼順?gòu)造。還能夠使用其它構(gòu)造。例如，為了提高的封裝效率，構(gòu)造能夠包括直的列或叉指型的列。

雖然已經(jīng)在圖2到23中示出了示例性的物理設(shè)計，但是還能夠使用其它的物理設(shè)計。所示的溝槽和圖形的許多方面能夠被放入其它的組合中。例如，可以修改在圖6到9、11和12中示出的任何單元，使得多個特征件位于單個溝槽之內(nèi)。在另一個實施例中，多個溝槽/特征件組合，例如在圖3到13中示出的任何溝槽能夠類似于圖23的實施例那樣來實現(xiàn)?？梢允褂么祟悳喜?特征件組合的許多不同的構(gòu)造。在又一個實施例中，管芯襯底可以限定不同的溝槽，其中所述溝槽包括不同數(shù)量的特征件。在另一個實施例中，不同形狀的特征件能夠用于同一管芯襯底，以及在特定的實施例中，不同形狀的特征件可以位于同一溝槽之內(nèi)。

溝槽或溝槽組的許多不同的物理設(shè)計能夠根據(jù)特定的應(yīng)用來調(diào)整。在一個實施例中，溝槽或溝槽組能夠位于其上將形成鍵合焊盤的地方。在另一個實施例中，溝槽或溝槽組可以形成于管芯襯底的未使用部分，例如在集成電路的功能單元之間。例如，溝槽或溝槽組可以位于高電壓零件與其關(guān)聯(lián)的控制電路之間，位于存儲陣列與處理單元(例如，中央處理單元、圖形處理單元等)之間。在又一個實施例中，具有多個特征件的單個溝槽可以環(huán)繞包括對信號或者在溝槽之外的不同區(qū)域內(nèi)的其它電子零件的操作相對靈敏的電子零件的區(qū)域。接地平面(或其它基本上恒壓的結(jié)構(gòu))或絕緣材料可以形成于溝槽之內(nèi)。在閱讀了本說明書之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識到許多其它的物理設(shè)計能夠根據(jù)特定的應(yīng)用來調(diào)整。

不同的物理設(shè)計能夠允許在要制造的電子零件之間的不同電結(jié)構(gòu)。單個溝槽對形成隔離區(qū)或單個電子零件能夠是有用的。當(dāng)單個溝槽包括多個特征件時，溝槽內(nèi)的體積和表面面積都增大。相對大的通孔或者相對高容量的電容器能夠形成于該溝槽內(nèi)。多個溝槽對制造能夠允許某些或所有結(jié)構(gòu)串聯(lián)地、并聯(lián)地或串并聯(lián)結(jié)合地連接的結(jié)構(gòu)陣列能夠是有用的。該配置能夠特別好地適合于為特定的應(yīng)用調(diào)諧集成電路。在一個實施例中，所連接的結(jié)構(gòu)的數(shù)量以及它們連接的方式(例如，串聯(lián)對比于并聯(lián))能夠影響電感器的匝數(shù)、總電阻、總電容等。例如，將要在特定的頻率下操作的天線可能需要兩匝電感器，而將要在另一特定頻率下操作的天線可能需要五匝電感器。可以使用熔絲型或反熔絲型連接器，并且能夠使用激光或其它局部能量源來熔吹熔絲或完成電路(用于反熔絲)。具有(或缺少)不同的電連接的性能使具有許多潛在的電路結(jié)構(gòu)的更大的靈活性能夠成為可能。在閱讀了本說明書之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)能夠確定如何給特定的應(yīng)用實施特定的物理設(shè)計。

現(xiàn)在來考慮形成包括溝槽和特征件的電子器件的工藝。圖24包括工件241的一部分的截面圖的圖示，該工件241包括管芯襯底243。管芯襯底243能夠包括單晶半導(dǎo)體晶片、絕緣體上半導(dǎo)體晶片、平板顯示器(例如，在玻璃板之上的硅層)或者通常用來形成電子器件的其它的襯底。管芯襯底243在圖24中示出的部分包括含有n型或p型摻雜劑的第14族元素(例如，碳、硅、鍺，或者它們的任意組合)。在另一個實施例中，管芯襯底243包括III-V或II-VI族半導(dǎo)體材料。

管芯襯底243包括由初始厚度分開的主表面2432和2434。有源的或其它電子零件將形成于主表面2432之內(nèi)或之上。在特定的實施例中，沒有電子零件沿著主表面2434形成因為隨后的背研磨或其它操作將被執(zhí)行以顯著減小管芯襯底243的厚度。當(dāng)管芯襯底243為晶片的形狀時，初始的厚度基本上對應(yīng)于在執(zhí)行任何處理之前的晶片的厚度。在一個實施例中，厚度可以不大于大約2000微米，以及在另一個實施例中，厚度可以不大于大約900微米。在又一個實施例中，厚度為至少大約300微米，以及在另一個實施例中，厚度為至少大約400微米。在特定的實施例中，厚度的范圍為大約600～大約800微米。

絕緣層2452和停止層2454(例如，拋光停止層或蝕刻停止層)使用熱生長技術(shù)、沉積技術(shù)或者它們的組合依次形成于襯底243之上。焊盤層2452和停止層2454各自都能夠包括氧化物、氮化物、氧氮化物、另外適合的材料或者它們的組合。在一個實施例中，與停止層2454相比，焊盤層2452具有不同的組成。在特定的實施例中，焊盤層2452包括氧化物，以及停止層2454包括氮化物。掩模層247形成于停止層2454之上并且被圖形化以限定開口249，在該開口249之下將形成在襯底243內(nèi)的溝槽。從頂視圖(沒有示出)看，開口249對應(yīng)于要形成的溝槽的形狀，例如圖2到23中的溝槽。在一個實施例中，掩模層247包括有機抗蝕材料并且具有至少0.8微米的厚度。若需要或要求，則能夠增大掩模層247的厚度，因為隨后將要形成的溝槽可以是顯著地深的。例如，掩模層247能夠為至少大約1.2微米厚或者至少大約1.5微米厚。此外，掩模層247能夠包括多層膜。

蝕刻操作被執(zhí)行以圖形化焊盤層2452、停止層2454及襯底243以限定溝槽252，如圖25所示。雖然為簡化圖形而沒有在圖25中示出，但是襯底243如圖24所示的那樣向主表面2434延伸。參考圖25，溝槽具有自主表面2432起測量的深度254。深度254能夠為至少大約40微米。在一個實施例中，深度254能夠為至少大約75微米，以及在另一個實施例中，能夠為至少大約110微米，至少大約200微米或更深。溝槽252的形狀在溝槽的底部附近與更接近于主表面2432的位置相比能夠是稍微較窄的。由此，前面針對圖2到23所描述的特征件和溝槽的寬度可以逐漸變小。溝槽的底部一般是平坦的；但是能夠使在每個溝槽的側(cè)壁和底部之間的角變圓。蝕刻由許多使用諸如在US 7285228中所描述的工藝那樣的蝕刻工藝的深硅蝕刻工具來執(zhí)行，其中在此以引用的方式將US 7285228全文并入本文。該專利所公開的工藝是用于高縱橫比的深硅蝕刻的眾所周知的工藝，該深硅蝕刻工藝在溝槽壁的各向同性表面鈍化，溝槽底部的反應(yīng)離子蝕刻鈍化清洗以及溝槽底部開口的各向同性硅蝕刻之間循環(huán)。在一個實施例中，硅對有機抗蝕材料的選擇率(selectivity)的范圍能夠為大約80:1～100:1。如果掩模使用并不被氟顯著蝕刻的金屬，例如AlN掩模，則選擇率可以是充分較高的。垂直的或錐形的或成形狀的溝槽可以由蝕刻條件控制。在形成溝槽252之后，掩模層247被去除。

管芯襯底243在溝槽252之間的部分對應(yīng)于特征件，例如前面針對圖2到23所描述的任何特征件。在任意特定的高度，特征件的組成和晶體取向基本上與管芯襯底243相同。因而，如果管芯襯底243是具有沿著主表面2432的(100)晶面的基本上單晶的半導(dǎo)體晶片，則特征件將同樣是具有沿著(100)晶面的最上層表面的基本上單晶的半導(dǎo)體。如果管芯襯底243沿著溝槽的深度254在不同的高度具有基本上恒定的摻雜分布，則特征件將同樣具有相同的摻雜分布。如果管芯襯底243是絕緣體上半導(dǎo)體晶片(沒有示出)并且溝槽252延伸通過絕緣層，則管芯襯底243和特征件每個都將具有基本上相同厚度的設(shè)置于體半導(dǎo)體襯底之上的半導(dǎo)體和絕緣層。

圖26包括在形成了絕緣層262并以材料264填充了溝槽之后的工件241的截面圖的圖示。注意，溝槽和特征件的形狀使用針對圖2到23所描述的形狀來形成，在溝槽之間的特征件的形狀基本上如之形成。換言之，特征件在溝槽被填充時沒有顯著彎曲、扭曲，或者另外在溝槽內(nèi)移動。因而，所觀察到的特征件的與現(xiàn)有技術(shù)中大致相同大小的移動能夠被減小或者甚至基本上被去除。結(jié)果，在結(jié)構(gòu)中可以使用更小的尺寸，導(dǎo)致面積的更有效的使用。

能夠形成絕緣層262以在形成材料264之前使溝槽的側(cè)壁和底部隔離。在一個實施例中，絕緣層262具有不大于90nm的厚度，以及在另一個實施例中，具有不大于50nm的厚度。在又一個實施例中，絕緣層262具有至少11nm的厚度，以及在另一個實施例中，絕緣層262具有至少20nm的厚度。在又一個實施例中，絕緣層可以不存在。絕緣層262能夠包括氧化物、氮化物、或氧氮化物并且能夠通過熱的方法或沉積來形成。在特定的實施例中，熱氧化被執(zhí)行以形成絕緣層262。當(dāng)停止層2454包括氮化物時，停止層2454能夠充當(dāng)氧化阻擋層以減少襯底243沿著主表面2432的氧化。

材料264能夠包括其形式可以是單層、多層、單層膜或多層膜的單一材料或多種材料。材料264能夠是導(dǎo)電的、電阻性的、絕緣體或者它們的組合(例如，當(dāng)在溝槽內(nèi)形成電容器時)。實際材料，材料的組成和種類都將取決于要形成的電子零件。在圖26所示的特定的實施例中，將形成穿過晶片的通孔，并且因此，材料262是導(dǎo)電的。材料262包括非晶硅、多晶硅、金屬(元素金屬，相對于分子化合物)、合金、金屬氮化物、金屬半導(dǎo)體化合物、金屬-半導(dǎo)體-氮化合物等。材料262的組成可以取決于材料262形成的時間。區(qū)域266能夠是其中諸如有源零件(例如，晶體管)、無源零件(例如、電阻器、電容器、二極管等)或者它們的組合那樣的電子零件被至少部分地形成于襯底243內(nèi)的區(qū)域。如果材料262在將該電子零件形成于襯底243內(nèi)之前形成，則材料262可能必須經(jīng)受住相對高的溫度，例如大于800℃。示例性的材料能夠包括硅或難熔金屬元素。如果材料262在將該電子零件形成于襯底243內(nèi)之后形成，則材料262可以不需要經(jīng)受住大于800℃的溫度。在特定的實施例中，材料262僅在層間電介質(zhì)(ILD)/互連序列前面或者作為其一部分形成，并且材料262可以暴露于高為500℃的溫度下。示例性的材料能夠包括硅或難熔金屬元素、銅、銀、貴金屬元素或者它們的組合。

若需要或要求，能夠在形成材料264之前將絕緣層262從溝槽內(nèi)去除以形成體接觸，從而能夠?qū)⒁r底243偏壓至與材料264基本上相同的電壓。材料264可以包括粘附膜、阻擋膜及導(dǎo)電填充膜。在特定的實施例中，粘附膜包括難熔金屬，阻擋層包括難熔金屬氮化物，以及導(dǎo)電填充膜包括與粘附膜不同的難熔金屬。在另一特定的實施例中，材料264包括摻雜多晶硅。

材料264能夠通過使用化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積、電鍍、涂布、另外適合的技術(shù)或者它們的任意組合來沉積材料264的方式形成。在特定的實施例中，材料264被共形沉積。材料264的厚度足夠以基本上填充溝槽，以及在特定的實施例中，材料264基本上完全填充溝槽。實際厚度可以取決于溝槽的寬度。隨著溝槽變得更寬，因而可能需要更厚的材料264沉積。在一個實施例中，厚度將至少是寬度的一半，并且考慮到溝槽寬度的不均勻性、橫過襯底243的材料264的厚度的不均勻性或兩者，能夠是更厚的。在特定的實施例中，當(dāng)溝槽的寬度為大約1.6微米時，材料264的厚度可以為大約0.9微米。在另一特定的實施例中，當(dāng)溝槽的寬度為大約2.8微米時，材料264的厚度可以為大約1.5微米。在閱讀了本說明書之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識到使材料264變得過厚比使材料264變得過薄更安全。但是，隨著厚度增大，將導(dǎo)致更長的沉積時間、更高的材料264成本以及時間更長且成本更高的后續(xù)去除操作。因此，在一個實施例中，材料264的厚度不比最寬的溝槽的大約三倍寬度更厚，以及在另一個實施例中，材料264的厚度不比最寬的溝槽的大約兩倍寬度更厚。由于沉積，材料264將覆蓋于焊盤層2452和停止層2454(沒有示出)之上。

去除操作被執(zhí)行以去除材料264的覆蓋于停止層2454之上的部分。去除操作能夠使用蝕刻或拋光技術(shù)或者使用圖形化蝕刻工藝來執(zhí)行以使導(dǎo)電布線層留在停止層2454(沒有示出)之上。材料264的剩余部分的頂部可以沿著與停止層2454的暴露表面基本上相同的高度鋪設(shè)(如圖所示)或者凹陷到該高度之下(沒有示出)。

絕緣層272沿著工件的暴露表面形成并且被圖形化以將開口274和276限定于材料264之上，如圖27所示。溝槽包括一組更接近圖形左側(cè)的溝槽(“左溝槽組”)以及另一組最接近圖形右側(cè)的溝槽(“右溝槽組”)。開口274使在左溝槽組的所有溝槽之內(nèi)的材料264暴露。但是，開口276使右溝槽組中的某些(而不是全部)溝槽內(nèi)的材料264暴露。開口274和276的重要性將在本說明書的后面更詳細(xì)地描述。絕緣層272能夠包括單層膜或多層膜。絕緣層272能夠包括氧化物、氮化物、氧氮化物或者它們的任意組合。

互連284和286分別形成于絕緣層272的開口274和276之內(nèi)，如圖28所示?；ミB284與左溝槽組的所有溝槽內(nèi)的材料264電連接。但是，互連286與右溝槽組中的某些(而不是全部)溝槽內(nèi)的材料264電連接。在特定的實施例中，互連284和286與下層的材料264直接接觸?；ミB284和286能夠包括單層膜或多層膜?；ミB284和286能夠包括在此針對材料264所描述的任何材料。與材料264相比，互連284和286可以具有相同的或不同的組成。

絕緣層272與互連284和286的組合可以是結(jié)合連接至少部分形成于襯底243之內(nèi)的其它電子零件(沒有示出)來使用的層間介電層(“ILD”)/互連層級的一部分或者可以與任何ILD/互連層級分離。

襯底243的一部分被去除以使絕緣層262、材料264或兩者的某些部分暴露。在圖29中，使絕緣層262的某些部分暴露，并且主表面2934與主表面2432相反。去除能夠使用單一操作或多個操作來執(zhí)行。在一個實施例中，襯底243的大部分使用相對較快的、非選擇性的去除技術(shù)(例如背研磨、拋光等)來去除。在使絕緣層262暴露之前，使用相對較慢的、更具選擇性的去除技術(shù)。在特定的實施例中，可以執(zhí)行干法蝕刻或濕法蝕刻。

絕緣層302沿著主表面2934形成并且被圖形化以限定其中暴露了材料264的某些部分的開口304和306，如圖30所示。注意，在圖30中的工件的視圖由圖29的工件視圖反轉(zhuǎn)而來(旋轉(zhuǎn)180°)以易于理解。在所示出的實施例中，能夠?qū)⒔^緣層302沉積至使得與絕緣層262和材料264對應(yīng)的突起被覆蓋的厚度。絕緣層302能夠包括單層膜或多層膜并且能夠包括氧化物、氮化物、氧氮化物或者它們的任意組合。然后圖形化絕緣層302以限定開口304和306。在一個實施例中，絕緣層262和302具有相似的或者基本上相同的蝕刻特性，使得在到達絕緣層302時不需要改變蝕刻化學(xué)或蝕刻條件。蝕刻可以這樣執(zhí)行：使得當(dāng)?shù)竭_材料264時，端點被檢測到?？梢栽跈z測到端點之后執(zhí)行定時蝕刻以確保使材料264的某些部分暴露于開口304和306內(nèi)。在特定的實施例中，在開口內(nèi)的絕緣層262的殘余厚度能夠為至少5nm，以及在另一個實施例中，至少11nm。在開口內(nèi)的殘余絕緣層262能夠有助于在隨后的導(dǎo)電材料形成于開口304和306之內(nèi)時降低在材料262和襯底243之間形成電短路的可能性。

導(dǎo)電部件314和316形成于部分絕緣層302之上以及于絕緣層302中的開口之內(nèi)，如圖31所示。在所示出的實施例中，導(dǎo)電部件314和316直接接觸在絕緣層302的開口內(nèi)所暴露的材料264。導(dǎo)電部件314與互連284電連接，并且導(dǎo)電部件316與互連286電連接。因而，在一個實施例中，材料264能夠是可以將沿著主表面2432的有源零件、無源零件或它們的任意組合與在主表面2934處或較接近主表面2934的不同的零件、不同的管芯、封裝襯底、印制線路板等進行連接的穿過襯底的通孔的形式。穿過襯底的通孔能夠在管芯襯底243沒有受到鉆孔或切割操作的情況下于管芯襯底243形成之后形成。

導(dǎo)電部件314和316能夠包括凸塊下金屬化層3122和凸塊金屬化層3124。凸塊下金屬化層3122能夠包括粘附膜、阻擋膜、另外適合的膜或者它們的任意組合。凸塊下金屬化層3122能夠包括針對材料264所描述的任何材料。在特定的實施例中，凸塊下金屬化層3122能夠包括金屬、金屬合金、金屬氮化物或者它們的任意組合，并且凸塊金屬化層3124能夠包括在不大于大約300℃的溫度下可以流動的金屬或金屬合金，使得凸塊金屬化層3124能夠回流并形成與不同的管芯、封裝襯底、印制線路板等的電連接。

導(dǎo)電部件314和316使用沉積技術(shù)來形成。在一個實施例中，模板掩模(沒有示出)被布置于襯底243之上，其中模板掩模具有其中將要形成導(dǎo)電部件(例如導(dǎo)電部件314和316)的開口。工件和模板掩模的組合被布置于沉積工具內(nèi)，并且能夠依次沉積凸塊下金屬化層3122和凸塊金屬化層3124以形成導(dǎo)電部件314和316。模板掩模的使用可以排除在形成導(dǎo)電部件314和316時對分開的圖形化步驟的需要。在所示出的實施例中，導(dǎo)電部件314和316具有基本上相同的長度，并且絕緣層302的圖形能夠確定材料264的哪些部分與導(dǎo)電部件314和316接觸。以這種方式，相同的模板掩?？梢杂糜诓煌募呻娐方Y(jié)構(gòu)。在另一個實施例(沒有示出)中，能夠設(shè)計模板掩模使得導(dǎo)電部件316被調(diào)整成更接近材料264被接觸的位置(也就是，導(dǎo)電部件316將具有更短的長度)。

在另一個實施例(沒有示出)中，絕緣層302能夠被沉積并且不以掩模層來圖形化。在該實施例中，將沿著所暴露的表面均勻地蝕刻或拋光絕緣層302直到材料264在圖30和31所示的全部12個位置都暴露出。導(dǎo)電元件314和316將如同前面所描述的那樣來形成。但是，導(dǎo)電部件316將與材料264的全部6個下層部分接觸。因為某些部分電浮動，所以在導(dǎo)電部件316與材料264之間的接觸將不會引起電短路。由于與材料264的附加部分的接觸，與襯底243的電容耦合將是更高的。該工藝將在沿著主表面2934處理工件時不需要形成和圖形化任何抗蝕層。

在又一個實施例中，能夠使用剝離工藝。在形成了如圖30所示的工件之后，能夠形成圖形化的抗蝕層使得由抗蝕層所限定的開口覆蓋于開口304和306之上。凸塊下金屬化層能夠沉積于圖形化的抗蝕層之上以及于圖形化的抗蝕層中的開口以及開口304和306之內(nèi)。能夠?qū)D形化的抗蝕層連同覆蓋該圖形化的抗蝕層的凸塊下金屬化層的一部分一起去除。部分凸塊下金屬化層能夠保持于開口304和306之內(nèi)。凸塊金屬化層能夠形成于凸塊下金屬化層之上。在特定的實施例中，凸塊金屬化層能夠選擇性地形成于凸塊下金屬化層之上，例如選擇性電鍍。

在另一個實施例中，與沿著工件的相反面的絕緣層272以及互連284和286相似，絕緣層302及導(dǎo)電部件314和316能夠由ILD/互連所代替。還能夠使用有關(guān)互連、凸塊及其它結(jié)構(gòu)的其它實施例。

如圖31所示，在穿過襯底的通孔的應(yīng)用中使用了材料264。在另一個實施例中，材料264能夠是電阻性的。如圖31所示，在互連286和導(dǎo)電部件316之間的電阻大約是在互連284和導(dǎo)電部件314之間的電阻的三倍高。在又一個實施例中，材料264的這些部分能夠以不同的方式來連接。例如，材料264的這些部分能夠串聯(lián)連接而不是并聯(lián)連接以考慮到使用不同的連接結(jié)構(gòu)的不同電阻值。

還能夠形成其它電子零件。圖32包括含有電容器的工件320的一部分的截面圖的圖示。如圖所示，工件320包括具有主表面3232和3234的管芯襯底322。襯底322中于溝槽之間的部分對應(yīng)于特征件，例如任何一個或多個前面所描述的特征件。絕緣層3230沿著主表面3232形成，溝槽形成于襯底322之內(nèi)，并且絕緣層3212沿著溝槽的側(cè)壁形成。溝槽以材料來填充，并且在該實施例中，以組合材料來填充。電容器電極層3242、電容器介電層3244和另一個電容器電極層3246依次形成以基本上填充溝槽。電容器電極層3246和電容器介電層3244被圖形化以使電容器電極3242暴露。ILD層3260被沉積并被圖形化以限定開口，并且互連3262和3264形成于該開口之內(nèi)?；ミB3262直接接觸電容器電極層3242，并且互連3264直接接觸電容器電極層3246。襯底322被變薄，但是在該特定的實施例中，沒有達到溝槽的底部。仍然，溝槽延伸通過了襯底322的大部分。與電容器電極的接觸沿著襯底322的同一面。

圖33包括含有電容器的工件330的一部分的截面圖的圖示。如圖所示，工件330包括具有主表面3332和3334的管芯襯底332。襯底332中在溝槽之間的部分對應(yīng)于特征件，例如任何一個或多個前面所描述的特征件。絕緣層3330沿著主表面3332形成，溝槽形成于溝槽332之內(nèi)，并且絕緣層3312沿著溝槽的側(cè)壁形成。溝槽以材料來填充，并且在該實施例中，以組合材料來填充。電容器電極層3342，電容器介電層3344和另一個電容器電極層3346依次形成以基本上填充溝槽。在該實施例中，較窄的溝槽開口(若使用)將在以電容器電極層3342填充時形成穿過襯底的通孔并且較寬的溝槽開口將形成電容器。電容器電極層3346和電容器介電層3344被圖形化以使電容器電極3342暴露。ILD層3360被沉積并被圖形化以限定開口，并且互連3364被形成于該開口之內(nèi)?；ミB3364直接接觸電容器電極層3346。襯底332被變薄，沉積絕緣層3372，并且去除絕緣層3372和絕緣層3312某些部分以使沿著溝槽底部的電容器電極層3342某些部分暴露。金屬化層3384沿著襯底332的與互連3364相反的面來形成。金屬化層3384與電容器電極層3342直接接觸。與電容器電極層的接觸沿著襯底332的相反的兩個面。

在另一個實施例中，與跟其它電容器電極層的電接觸相比,與電容器電極層的電接觸既可以由同一面形成也可以由不同的面形成。例如，可以使用沿著管芯襯底的一個面的金屬化層來將基本上恒定的電壓(例如V_DD或V_SS)供應(yīng)給電容器電極并且也將這種基本上恒定的電壓供應(yīng)給至少部分形成于管芯襯底之內(nèi)的有源零件(例如場效應(yīng)晶體管的源極或漏極)或無源零件(例如另外的電容器、電阻器或二極管)。

圖34包括含有二極管的工件340的一部分的截面圖的圖示。如圖所示，工件340包括具有主表面3432和3434的管芯襯底342。襯底342中在溝槽之間的部分對應(yīng)于特征件，例如任何一個或多個前面所描述的特征件。絕緣層3430沿著主表面3432形成，溝槽形成于襯底342之內(nèi)，并且絕緣層3412沿著溝槽的側(cè)壁形成。溝槽以材料來填充，并且在該實施例中，以組合材料來填充。具有一種導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體層3442以及具有相反的導(dǎo)電類型的另一半導(dǎo)體層3446被依次形成以基本上填充溝槽。在一個實施例中，能夠選擇半導(dǎo)體層3442和3446的摻雜濃度以獲得所期望的擊穿電壓。在特定的實施例中，二極管能夠是齊納二極管，該齊納二極管能夠作為靜電釋放或其它過壓保護電路的一部分以提供消散電流通路來減小破壞更多在集成電路內(nèi)的靈敏電子零件的可能性。通過利用溝槽的深度，可以將管芯襯底的更小的表面面積使用于保護電路。ILD層3460被沉積并被圖形化以限定開口，并且互連3464形成于該開口之內(nèi)。互連3464直接接觸電容器電極層3446。襯底342被變薄，沉積絕緣層3472，并且去除絕緣層3472和絕緣層3412的某些部分以使沿著溝槽底部的半導(dǎo)體層3442的某些部分暴露。金屬化層3482沿著襯底342的與互連3464相反的面形成。使金屬化層3384與電容器電極層3442直接接觸。

圖35示出了其中示出了螺旋電感器的實施例。圖35包括與圖23中的工件230相似的工件350的頂視圖。如圖35所示的實施例包括在以導(dǎo)電材料3542填充的溝槽之內(nèi)的特征件3534?；ミB3562是電感器的端子，并且互連3564提供了導(dǎo)電材料的某些部分之間的連接。因為互連3562和3564是可見的(如圖所示)，所以它們用實線描繪?；ミB3582是電感器的另一個端子，并且互連3584提供了導(dǎo)電材料的其它部分之間的連接。因為互連3582和3584沿著管芯襯底的相反的面(不可見，如圖所示)，所以它們用虛線描繪。

在此所描述的實施例被用來示出某些能夠使用的潛在的物理設(shè)計和電子結(jié)構(gòu)。能夠選擇特定的物理設(shè)計和所選的電子結(jié)構(gòu)以滿足特定應(yīng)用的需要或要求。在不脫離在此所描述的概念的范圍的情況下能夠使用其它無源電子零件和其它配置。在另一個實施例中，電子零件能夠是熔絲連接的形式。

在此所描述的實施例能夠允許形成具有改進的機械穩(wěn)定性的特征件。機械穩(wěn)定性能夠通過將所設(shè)計的物理布局與在制造期間的某個時刻所獲得的實際物理結(jié)構(gòu)進行比較來確定。如果溝槽的寬度被設(shè)計成沿著特征件各邊是基本上均勻的，并且在物理結(jié)構(gòu)內(nèi)的實際寬度是顯著不同的，則可以認(rèn)為該特征件不是機械穩(wěn)定的。作為選擇，機械穩(wěn)定性能夠通過比較在制造期間某個時刻所獲得的結(jié)構(gòu)之后的尺寸來確定。如果溝槽的寬度被設(shè)計成沿著特征件各邊是基本上均勻的，并且實際物理結(jié)構(gòu)的實際寬度是顯著不均勻的，則可以認(rèn)為該特征件是機械不穩(wěn)定的。作為選擇，機械穩(wěn)定性能夠通過比較在制造期間不同時刻的實際物理結(jié)構(gòu)的尺寸來確定。如果溝槽的寬度在沉積或熱操作期間變化大于10％，則可以認(rèn)為該特征件是機械不穩(wěn)定的。作為選擇，如果特征件在隨后的沉積或熱操作期間變成扭曲的、旋轉(zhuǎn)的、彎曲的或者另外改變了形狀(不同于單獨由特征件自身的氧化所引起的變化)，則機械穩(wěn)定性能夠得以確定。如果特征件顯著地改變了形狀，則可以認(rèn)為特征件是機械不穩(wěn)定的。因而，如果特征件不是機械不穩(wěn)定的，則能夠認(rèn)為該特征件是機械穩(wěn)定的。

特征件能夠包括顯著提高在其對應(yīng)的溝槽之內(nèi)的特征件的機械穩(wěn)定性的段。例如，參見圖2到10。作為選擇，特征件能夠具有環(huán)形形狀。例如，參見圖11到13。對于兩組實施例，特征件的形狀以及在特征件和管芯襯底之間的間距在填充溝槽之前和之后能夠是基本上相同的。因此，能夠形成不僅在局部，而且在整個管芯襯底上以及在來自不同生產(chǎn)批量的不同管芯襯底之間都是較均勻成形的電子零件。該均勻性使得能夠更好地控制更接近于所設(shè)計的電子特性的實際產(chǎn)品的電子特性。

在此所描述的實施例能夠利用垂直方向(即深度)以允許將要以相對大的表面面積來形成的電子零件不占用此類沿著管芯襯底的主表面的面積。對于電容器，能夠獲得相對大的電容，并且該電容器可以具有沿著管芯襯底的單一面或相反的面的電連接。穿過襯底的通孔能夠作為管芯制造工藝的一部分在使襯底變薄之前形成。因而，穿過襯底的通孔能夠在沒有損害的情況下形成，這種損害可能發(fā)生在如果穿過襯底的通孔是在管芯襯底被變薄之后形成時。

能夠使用許多不同的結(jié)構(gòu)以便形成于溝槽之內(nèi)的電子零件能夠并聯(lián)或串聯(lián)連接，并且此類結(jié)構(gòu)可以在為集成電路形成互連和金屬化層時實現(xiàn)。因而，可以使用于移動電話內(nèi)的集成電路可以具有一組用于一種特定的通信標(biāo)準(zhǔn)(例如，CDMA)的連接以及另一組用于另一種特定的通信標(biāo)準(zhǔn)(例如，GSM)的連接。

有關(guān)何時限定溝槽，形成特征件以及何時填充溝槽(這稱為溝槽及填充序列)存在著靈活性。在一個實施例中，溝槽及填充序列可以在工藝流程的早期執(zhí)行，例如在場隔離區(qū)形成之前。在另一個實施例中，溝槽及填充序列可以在場隔離區(qū)形成之后并且在任何不變的層或結(jié)構(gòu)形成于襯底的主表面上之前(例如，在柵極介電層或柵極電極層形成于主表面上之前)執(zhí)行。在又一個實施例中，溝槽及填充序列可以在集成電路的互連層級之前執(zhí)行或者作為集成電路的互連層級的一部分來執(zhí)行。在閱讀了本說明書之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識到溝槽及填充序列能夠集成到用于許多不同應(yīng)用的工藝流程之內(nèi)。

許多不同的方面和實施例是可能的。這些方面和實施例中的一些在下面進行了描述。在閱讀了本說明書之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識到這些方面和實施例只是說明性的并且不限制本發(fā)明的范圍。

在第一方面，電子器件能夠包括限定第一溝槽的管芯襯底，該第一溝槽具有基本上完全延伸穿過管芯襯底的深度，以及布置于第一溝槽之內(nèi)并且與管芯襯底間隔開的第一特征件，其中第一特征件能夠沿著第一溝槽的至少大部分深度延伸。從頂視圖看，第一特征件包括第一段以及能夠與第一段基本上鄰接的第二段，并且與具有第一段沒有第二段的另外特征件相比，第二段能夠顯著提高第一特征件的機械穩(wěn)定性。

在第一方面的實施例中，第一特征件包括I形梁。在特定的實施例中，I形梁具有是其寬度的大約1.5～大約2.5倍的長度。在更特別的實施例中，I形梁包括具有段寬度(S)的支柱，以及第一溝槽具有溝槽寬度(T)，并且I形梁的長度在等于4S+3T的值的20％以內(nèi)。在另一個實施例中，從頂視圖看，第一特征件具有Y字形狀。在特定的實施例中，第一特征件還包括第三段，并且第一、第二和第三段具有基本上相同的長度和寬度。

在第一方面的另一個實施例中，第一特征件的第一或第二段具有段寬度(S)，第一溝槽具有溝槽寬度(T)，并且T的范圍為大約1.0～大約5.0倍的S。在特定的實施例中，T為大約1.3～大約3.0倍的S。在又一個實施例中，電子器件還包括在第一溝槽之內(nèi)的第一電子結(jié)構(gòu)。在特定的實施例中，第一電子結(jié)構(gòu)包括無源零件或通孔。在另一特定的實施例中，電子器件還包括第二特征件和第二電子結(jié)構(gòu)，其中管芯襯底還限定了與第一溝槽間隔開的第二溝槽，第二特征件被沉積于第二溝槽之內(nèi)并且與第一特征件間隔開，第二電子結(jié)構(gòu)電浮動，并且第一電子結(jié)構(gòu)是電路的一部分。

在第一方面的又一個實施例中，電子器件還包括在第一溝槽之內(nèi)的第二特征件，其中第二特征件與第一特征件和管芯襯底基本上是等距的。在特定的實施例中，電子器件包括n軸饋通，其中n是至少為2的整數(shù)，以及n軸饋通包括第一電子結(jié)構(gòu)和第二電子結(jié)構(gòu)。

在第二方面，電子器件能夠包括限定第一溝槽的管芯襯底，該第一溝槽具有基本上完全延伸穿過管芯襯底的深度。電子器件還能夠包括布置于第一溝槽之內(nèi)并且與管芯襯底間隔開的第一特征件。第一特征件能夠沿著第一溝槽的至少大部分深度延伸。在相同的高度，第一特征件和管芯襯底能夠包括基本上相同的組成和晶體取向。從頂視圖看，第一特征件能夠具有環(huán)形形狀。在第二方面的一個實施例中，電子器件還包括基本上填充了由第一特征件所限定的內(nèi)部部分的層。

在第三方面，形成電子器件的工藝能夠包括將掩模層形成于管芯襯底的第一主表面之上，以及蝕刻管芯襯底以限定第一特征件和環(huán)繞第一特征件的第一溝槽，其中第一溝槽具有至少大約40微米的深度。從頂視圖看，第一特征件能夠包括第一段和與第一段基本上鄰接的第二段，其中與具有第一段沒有第二段的另外特征件相比，第二段能夠顯著地提高第一特征件的機械穩(wěn)定性。該工藝還能夠包括以材料基本上填充第一溝槽的全部。

在第三方面的一個實施例中，工藝還包括熱氧化管芯襯底和第一特征件，以及在另一個實施例中，工藝還包括沉積介電材料。在又一個實施例中，基本上填充第一溝槽的全部包括沉積第一多晶硅或含金屬的材料。

在第三方面的另一個實施例中，工藝還包括去除管芯襯底的沿著管芯襯底的第二主表面的部分以使溝槽內(nèi)的材料暴露，其中第二主表面與第一主表面相反。在特定的實施例中，蝕刻管芯襯底還限定了其它特征件以及環(huán)繞該其它特征件的其它溝槽，其中該其它特征件與第一特征件間隔開，并且該其它溝槽與第一溝槽間隔開，基本上填充第一溝槽的全部包括以材料基本上填充其它溝槽的全部。工藝還能夠包括去除材料的一部分以在第一和其它溝槽之內(nèi)形成電子結(jié)構(gòu)，以及將至少某些電子結(jié)構(gòu)選擇性地電連接到一起。在更特別的實施例中，在將至少某些電子結(jié)構(gòu)選擇性地電連接到一起之后，電子結(jié)構(gòu)的特定電子結(jié)構(gòu)電浮動。在又一個實施例中，深度為至少大約50微米。

注意，并不要求以上在一般的描述或?qū)嵗兴枋龅乃谢顒?，可以不需要一部分具體的活動，并且除了所描述的那些活動之外還可以執(zhí)行一個或多個另外的活動。更進一步，活動被列出的順序并不一定是它們所執(zhí)行的順序。

這里為清晰起見而在分開的實施例的環(huán)境下描述的某些特征件同樣可以結(jié)合進單個實施例來提供。相反地，為了簡潔起見而在單個實施例的情況下描述的各種特征件還可以分開地或在任意子組合中提供。此外，對規(guī)定范圍的值的引用包括在該范圍內(nèi)的每個或全部值。

上面已經(jīng)針對具體的實施例描述了益處、其它優(yōu)點以及問題的解決方案。但是，益處、優(yōu)點、問題的解決方案以及可以促使任何益處、優(yōu)點或解決方案出現(xiàn)或者變得更明顯的任何特征件都不應(yīng)被認(rèn)為是任何或全部保護范圍的關(guān)鍵的、必需的或必不可少的特征。

本說明書以及在此所描述的實施例的圖示意欲提供對各種實施例的結(jié)構(gòu)的一般性理解。本說明書和圖示并不意欲充當(dāng)對使用在此所描述的結(jié)構(gòu)或方法的裝置和系統(tǒng)的全部元件和特征件的窮舉的和綜合的描述。分開的實施例還可以結(jié)合成單個實施例來提供，以及相反地，為了簡潔起見在單個實施例的情況下描述的各種特征件還可以分開地或在任意子組合中提供。此外，對規(guī)定范圍的值的引用包括在該范圍內(nèi)的每個或全部值。只要在閱讀了本說明書之后，許多其它的實施例對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言可以是顯然的。可以使用并且從本公開內(nèi)容中得出其它的實施例，使得結(jié)構(gòu)替換、邏輯替換或者另外的改變可以在不脫離本公開內(nèi)容的范圍的情況下進行。因此，本公開內(nèi)容應(yīng)當(dāng)被看作是說明性的而非限制性的。