半导体结构及其形成方法、半导体布置与流程

本发明的实施例涉及半导体结构及其形成方法、半导体布置。

背景技术：

1、半导体集成电路(ic)工业已经经历了快速增长。半导体制造工艺的持续进步已经产生具有半导体器件的集成电路(“ic”)，其中半导体器件具有更精细的部件和/或更高的集成度。功能密度(即每个ic芯片面积的互连器件的数量)通常增加，而部件尺寸(即可以使用制造工艺创建的最小组件)减小。这种按比例缩小工艺通常通过提高生产效率和降低相关成本来提供益处。

2、已经开发了先进的ic封装技术以进一步减小结合到许多电子器件中的ic的密度和/或改进ic的性能。例如，ic封装已经演化，使得多个ic可以垂直地堆叠成所谓的三维(“3d”)封装件或2.5d封装件(使用中介层)。贯通孔(也称为硅通孔(tsv))是用于电和/或物理连接堆叠的ic的一种技术。虽然现有的贯通孔对于它们的预期目的通常已经足够，但是它们不是在所有方面都已完全令人满意。

技术实现思路

1、本发明的实施例提供了一种半导体结构，包括：器件衬底，具有第一侧和第二侧；介电层，设置在所述器件衬底的所述第一侧上方；贯通孔，沿着第一方向延伸穿过所述介电层并且从所述第一侧穿过所述器件衬底延伸至所述第二侧，其中：所述贯通孔具有沿着所述第一方向的总长度和沿着不同于所述第一方向的第二方向的宽度，所述总长度是所述介电层中的所述贯通孔的第一长度和所述器件衬底中的所述贯通孔的第二长度的总和，并且所述第一长度小于所述第二长度；以及保护环，设置在所述介电层中和所述贯通孔周围。

2、本发明的另一实施例提供了一种半导体布置，包括：第一半导体结构，具有位于半导体衬底上方的介电层；第二半导体结构；导电结构，穿过所述第一半导体结构的所述介电层延伸第一距离并且穿过所述第一半导体结构的所述半导体衬底延伸第二距离至所述第二半导体结构，其中，所述第一距离与所述第二距离的比率为0.25至0.5；互连结构的堆叠件，设置在所述介电层中，其中，所述互连结构的堆叠件在所述导电结构周围形成环。

3、本发明的又一实施例提供了一种形成半导体结构的方法，包括：在半导体衬底的第一侧上方形成后段制程(beol)结构，其中，所述后段制程结构包括设置在介电层中的图案化的金属层，所述半导体衬底具有与所述第一侧相对的第二侧，所述后段制程结构具有第一厚度，所述半导体衬底具有第二厚度，并且所述第二厚度大于所述第一厚度；形成沟槽，所述沟槽延伸穿过所述后段制程结构的所述介电层并且延伸至所述半导体衬底中深度d，其中，所述深度d大于所述第一厚度并且小于所述第二厚度；在所述沟槽中形成导电结构；以及对所述半导体衬底的所述第二侧执行减薄工艺以暴露所述导电结构，其中，在所述减薄工艺之后，所述导电结构从所述半导体衬底的所述第一侧延伸至所述第二侧。

技术特征：

1.一种半导体结构，包括：

2.根据权利要求1所述的半导体结构，其中，所述第一长度与所述第二长度的比率为0.25至0.5。

3.根据权利要求1所述的半导体结构，其中，所述宽度与所述第一长度的比率为0.5至2.0。

4.根据权利要求3所述的半导体结构，其中，所述第一长度为1.5μm至2.5μm，并且所述宽度为1.5μm至2.5μm。

5.根据权利要求1所述的半导体结构，其中：

6.根据权利要求5所述的半导体结构，其中：

7.根据权利要求5所述的半导体结构，还包括连接至所述贯通孔和所述保护环的顶部接触层，其中：

8.根据权利要求1所述的半导体结构，其中，所述贯通孔为金属通孔。

9.一种半导体布置，包括：

10.一种形成半导体结构的方法，包括：

技术总结
示例性半导体结构包括具有第一侧和第二侧的器件衬底。介电层设置在器件衬底的第一侧上方。贯通孔沿着第一方向延伸穿过介电层并且从第一侧穿过器件衬底延伸至第二侧。贯通孔具有沿着第一方向的总长度和沿着不同于第一方向的第二方向的宽度。总长度是介电层中的贯通孔的第一长度和器件衬底中的贯通孔的第二长度的总和。第一长度小于第二长度。保护环设置在介电层中和贯通孔周围。本发明的实施例还涉及形成半导体结构的方法、半导体布置。

技术研发人员：顾旻峰,庄曜群,李政键,林景彬
受保护的技术使用者：台湾积体电路制造股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12