具有被动元件的芯片堆叠中介结构及其制造方法
【专利说明】
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及一种集成电路结构及其制造方法，且特别是涉及一种具有被动元件的芯片堆叠中介结构及其制造方法。
【背景技术】
[0003]为提高集成电路的集成度与效能，可将多个芯片堆叠起来，并以中介结构(Interposer)中的娃穿孑L (Through-SiIicon Via, TSV)与线路重布层(Redistribut1nLayer，RDL)作为芯片之间的电连接结构。
[0004]然而，现行的硅穿孔/线路重布层制作工艺不包含电容器、电阻器及电感等被动元件的制造步骤，所以在需要被动元件的情况下，必须另外连接另行制造的被动元件，而增加制作工艺上的麻烦。
[0005]再者，现行的线路重布层制作工艺常为4X/6X后段(Back End of Line, BEOL)金属镶嵌制作工艺，其包含沟槽/介层窗蚀刻、铜晶种沉积、铜电化学镀、铜化学机械研磨等步骤，而有成本过闻的问题。
【发明内容】
[0006]本发明的一目的在于提供一种具有被动元件的芯片堆叠中介结构，其可免去另外连接另行制造的被动元件的麻烦。
[0007]本发明的再一目的在于提供一种具有被动元件的芯片堆叠中介结构的制造方法，其除了可以免去另外连接另行制造的被动元件的麻烦之外，在某些实施例中可降低线路重布层制作工艺的成本。
[0008]为达上述目的，本发明的一面向的具有被动元件(无源元件)的芯片堆叠中介结构包括中介层、电容器、第一接触窗及第二接触窗。电容器嵌于中介层中或位于中介层上，包括第一电极、一介电质及第二电极，其中介电质位于第一第二电极之间，部分的第一电极未与第二电极重叠，且部分的第二电极未与第一电极重叠。第一接触窗与第一电极连接，第二接触窗与第二电极连接，且第一接触窗与第二接触窗在中介层的同一侧。此种中介结构的例子可见于后述本发明的第一至第四实施例。
[0009]在本发明的上述面向的一实施例中，所述中介结构还包括一绝缘层位于中介层的第一侧，其中第一接触窗与第二接触窗位于所述绝缘层中，且分别穿过第一电极与第二电极而延伸至中介层中。此种结构的例子可见于后述本发明的第一实施例。
[0010]在本发明的上述面向的另一实施例中，所述中介结构还包括第一绝缘层位于中介层的第一侧，其中第一接触窗与第二接触窗位于第一绝缘层中，但未穿过该第一电极与该第二电极。此种结构的例子可见于后述本发明的第二、第三实施例。所述中介结构还包括位于中介层中的基板穿孔(through-substrate via),以及位于第一绝缘层中且通过基板穿孔上方的金属线。此种结构的例子可见于后述本发明的第四实施例。在此情况下，所述中介结构还包括第二绝缘层位于中介层的第一侧的表面与第一绝缘层之间，其中第一电极及第二电极至少有部分介于第一绝缘层与第二绝缘层之间，且该金属线更延伸至第二绝缘层中。此种结构的例子可见于后述本发明的第三实施例。另外，该金属线的尺寸可与该基板穿孔的尺寸相同，或者与该基板穿孔的尺寸不同(此种结构的例子可见于后述本发明的第三、第四实施例)。
[0011]本发明另一面向的具有被动元件的芯片堆叠中介结构包括中介层、电容器、第一接触窗及第二接触窗。电容器嵌于中介层中或位于中介层上，包括第一电极、一介电质及第二电极，其中介电质位于第一第二电极之间。第一接触窗与第一电极连接，第二接触窗与第二电极连接，且第一、第二接触窗在中介层的不同侧。此种结构的例子可见于后述本发明的第五、第六实施例。
[0012]在本发明的上述另一面向的一实施例中，所述中介结构还包括一绝缘层位于中介层的第一侧，其中第一接触窗位于该绝缘层中，且第二接触窗位于中介层中并延伸至该中介层的第二侧。
[0013]本发明的具有被动元件的芯片堆叠中介结构的制造方法包括:提供中介层、在中介层中或中介层上形成含第一电极、第二电极与两者间介电质的电容器、形成第一接触窗与第一电极连接，及形成第二接触窗与第二电极连接。
[0014]在本发明的上述方法的一实施例中，形成电容器的方法包括:依序形成第一电极、所述介电质及第二电极，其中部分的第一电极未与第二电极重叠，部分的第二电极未与第一电极重叠，且第一接触窗与第二接触窗在中介层的同一侧。此种方法的例子可见于后述本发明的第一至第四实施例。
[0015]上述实施例还包括:在中介层的第一侧形成绝缘层，以及于绝缘层与中介层中形成基板穿孔，同时于绝缘层中形成第一与第二接触窗，第一、第二接触窗分别穿过第一、第二电极而延伸至中介层中。此种方法的例子可见于后述本发明的第一实施例。
[0016]或者，上述实施例还包括:在中介层的第一侧形成一绝缘层，在绝缘层与中介层中形成基板穿孔，以及于绝缘层中形成第一接触窗与第二接触窗，其并未穿过该第一电极与该第二电极。此种方法的例子可见于后述本发明的第二、第三实施例。
[0017]或者，上述实施例还包括:在中介层中形成基板穿孔，在中介层的第一侧形成第一绝缘层，以及在形成第一与第二接触窗的同时，在第一绝缘层中形成通过基板穿孔上方的一金属线。此种方法的例子可见于后述本发明的第四实施例。在此情况下，上述实施例还包括:在基板穿孔形成后、电容器形成前，在中介层第一侧表面形成第二绝缘层的步骤，其中第一第二电极至少有部分介于第一第二绝缘层之间，且金属线更延伸至第二绝缘层中。此种方法的例子可见于后述本发明的第三实施例。
[0018]在本发明的上述方法的另一实施例中，第一接触窗与第二接触窗在中介层的不同侦U。此种方法的例子可见于后述本发明的第五、第六实施例。
[0019]上述另一实施例还包括:在中介层的第一侧形成一绝缘层，其中第一接触窗位于绝缘层中，且第二接触窗位于中介层中，并延伸至中介层的第二侧。此种方法的例子可见于后述本发明的第五实施例。在此情况下，此另一实施例还包括:在形成第二接触窗的同时于中介层中形成基板穿孔，以及在形成第一接触窗的同时于绝缘层中形成通过基板穿孔上方的金属线。
[0020]或者，上述另一实施例还包括:在形成第一电极之前于中介层中形成基板穿孔，形成通过基板穿孔上方的金属线，在金属线上形成第一绝缘层，在形成第二电极之后形成第二绝缘层，以及于第二绝缘层中形成第二接触窗。此种方法的例子可见于后述本发明的第六实施例。在此情况下，此另一实施例还包括:在形成通过基板穿孔上方的金属线之前，在中介层上形成一导电层；在导电层上形成图案化光致抗蚀剂层，其中有一沟槽裸露出部分的导电层且通过基板穿孔上方，且之后上述金属线将形成于该沟槽中；以及在于该沟槽中形成金属线之后，移除图案化光致抗蚀剂层。
[0021]由于本发明的芯片堆叠中介结构或其制造方法整合了电容器等被动元件或其制作工艺，故可免去另外连接另行制造的被动元件的麻烦。
[0022]另外，如采用上述依序形成导电层、图案化光致抗蚀剂层及光致抗蚀剂层开口中的金属线的方法来形成线路重布层，则因不需蚀刻或化学机械研磨步骤，故线路重布层制作工艺的成本可明显降低。
[0023]为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
【附图