一种半导体TSV结构的制造工艺方法及半导体TSV结构技术

本发明专利技术涉及半导体制造工艺技术领域，尤其涉及一种半导体TSV结构的制造工艺方法及其半导体TSV结构，该方法包括：在硅片正面刻蚀正面环状间隙，所述正面环状间隙包括内壁、外壁，所述外壁或所述内壁包括一个以上的由上至下向相对侧壁的方向凸起的结构，所述环状间隙包围的硅片部分作为导电结构；在所述正面环状间隙的内壁和外壁生长绝缘层，由于利用刻蚀大间隙的槽的刻蚀深度来刻蚀形成带凸起结构的环状间隙，不仅可以降低单独刻蚀小间隙槽中深度比限制的难度，而且可以利用形成的小间隙槽来减小深孔填充的难度，在提高刻蚀效率的同时也提高了填充效率，进而提高半导体TSV结构的加工效率。

A Manufacturing Method of Semiconductor TSV Structure and Semiconductor TSV Structure

【技术实现步骤摘要】
一种半导体TSV结构的制造工艺方法及半导体TSV结构
本专利技术涉及半导体制造工艺
，尤其涉及一种半导体TSV结构的制造工艺方法及半导体TSV结构。
技术介绍
TSV(ThroughSiliconVias)是穿过硅片通道。TSV晶圆的封装技术主要是在晶圆背面开TSV孔露出焊盘，利用金属层将焊盘导出来引线，在晶圆背面再布线和植球，在制作TSV孔时，孔径小时，刻蚀难度大，孔径大时，不容易进行填充，进而影响加工效率。而且，现有的TSV工艺中大多会采用电镀铜的工艺，采用电镀铜作为导体结构，极大地会造成环境的污染。因此，如何提高TSV制造工艺的效率是目前亟待解决的技术问题。
技术实现思路
鉴于上述问题，提出了本专利技术以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的半导体TSV结构的制造工艺方法及半导体TSV结构。一方面，本专利技术实施例还提供了一种半导体TSV结构的制造工艺方法，包括：在硅片正面刻蚀正面环状间隙，所述正面环状间隙包括内壁、外壁，所述外壁或所述内壁包括一个以上的由上至下向相对侧壁的方向凸起的结构，所述环状间隙包围的硅片部分作为导电结构；在所述正面环状间隙的内壁和外壁生长绝缘层。进一步地，所述正面环状间隙具体为正面环状槽或环状通孔。进一步地，若所述正面环状间隙具体为正面环状槽，在所述正面环状槽的内壁和外壁生长绝缘层之后，还包括：将所述硅片背面减薄至露出所述正面环状槽底端。进一步地，若所述正面环状间隙具体为正面环状槽，在所述正面环状槽的内壁和外壁生长绝缘层之后，还包括：在所述硅片的背面刻蚀背面环状槽，使得所述背面环状槽的底端与所述正面环状槽的底端接通，所述背面环状槽包括内壁、外壁以及底端，所述外壁或所述内壁包括一个以上的由上至下向相对侧壁的方向凸起的结构；在所述背面环状槽的内壁和外壁生长绝缘层。进一步地，所述一个以上的由上至下向相对侧壁的方向凸起的结构中，凸起的结构具体为如下任意一种：半圆柱结构、三棱柱结构、长方体结构和梯形体结构。进一步地，在所述正面环状间隙具体为正面环状槽时，在所述正面环状槽的内壁和外壁生长绝缘层之后，和/或在所述背面环状槽的内壁和外壁生长绝缘层之后，还包括：在所述绝缘层上沉积支撑层。进一步地，所述绝缘层具体为如下任意一种：氧化硅、氮化硅。进一步地，所述支撑层具体为如下任意一种：多晶硅、氧化硅和氮化硅。进一步地，所述正面环状间隙的截面具体呈圆形环状、方形环状或三角形环状。另一方面，本专利技术实施例还提供了一种半导体TSV结构，包括：硅片以及绝缘层；所述硅片正面具有正面环状间隙，所述正面环状间隙将所述硅片分割为内部的导电结构和外围的支撑结构，所述正面环状间隙包括内壁、外壁，所述外壁或内壁包括一个以上的由上至下向相对侧壁的方向凸起的结构；所述绝缘层填充于所述正面环状间隙内。本专利技术实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：本专利技术提供的一种半导体TSV结构的制造工艺方法，包括在硅片正面刻蚀正面环状间隙，该正面环状间隙包括内壁、外壁，该外壁或内壁包括一个以上的由上至下向相对侧壁凸起的结构，该环状间隙包围的硅片部分作为导电结构；在该正面环状间隙的内壁、外壁生长绝缘层，由于采用这样的环状间隙，由于利用刻蚀大间隙的槽的刻蚀深度来刻蚀形成带凸起结构的环状间隙，不仅可以降低单独刻蚀小间隙槽中深度比限制的难度，而且可以利用形成的小间隙槽来减小深孔填充的难度，在提高刻蚀效率的同时也提高了填充效率，进而提高半导体TSV结构的加工效率。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考图形表示相同的部件。在附图中：图1示出了本专利技术实施例中半导体TSV结构的制造工艺方法的流程示意图；图2a-图2g示出了本专利技术实施例中半导体TSV结构制造过程中每个步骤形成的结构示意图；图3示出了本专利技术实施例中半导体TSV结构的示意图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。本专利技术的总体思路如下：为了解决现有在TSV结构制造工艺中，在开槽过大时，刻蚀容易，但是填充难度会增大；在开槽过小时，填充容易，但是刻蚀难度会增大，进而影响加工效率的技术问题，本专利技术提出了一种半导体TSV结构的制造工艺方法，通过在硅片的正面刻蚀正面环状间隙，该正面环状间隙包括内壁、外壁，外壁或内壁包括一个以上由上至下向相对侧壁方向凸起的结构，然后，在该正面环状间隙的内壁和外壁生长绝缘层，由于该正面环状间隙包括一个以上由上至下向相对侧壁方向凸起的结构，在刻蚀该正面环状间隙时，该刻蚀较大间隙(内壁或外壁未向相对侧壁方向凸起的间隙)的同时，会从该较大间隙两侧向较小的间隙侧壁进行钻刻(内壁或外壁上向相对侧壁方向凸起的结构与相对侧壁形成较小的间隙)，因此，本专利技术实施例中会先利用刻蚀较大间隙的同时，刻蚀气体对较小间隙的侧壁进行钻刻，从而达到刻蚀较小间隙的目的，较大间隙和较小间隙形成环状间隙，因此，提高刻蚀效率的同时，提高填充效率，整体上提高了加工的效率。下面以具体的实施方式进行描述。实施例一本专利技术实施例提供了一种半导体TSV结构的制造工艺方法，如图1所示，包括S101，在硅片正面刻蚀正面环状间隙，正面环状间隙包括内壁、外壁，该外壁或内壁包括一个以上的由上至下向相对侧壁方向凸起的结构，该环状间隙包围的硅片部分作为导电结构，在S101之后，形成如图2a的结构，具体以该外壁包括一个以上的由上之下向相对侧壁方向凸起的结构为例；S102，在正面环状间隙的内壁和外壁生长绝缘层，形成如图2b的结构。如图2a～2g所示，示出了硅片20，该正面环状槽201A，绝缘层202，凸起结构203，支撑层204，背面环状槽201B。其中，该正面环状间隙具体可以是正面环状槽201A或者是环状通孔。该正面环状槽包括内壁、外壁以及槽底三者围绕形成的间隙，该环状通孔包括内壁和外壁围绕形成的间隙。在本专利技术实施例中，以该正面环状间隙为正面环状槽例进行详细说明。若该正面环状间隙具体为正面环状槽201A，S102中，在该正面环状槽201A的内壁和外壁生长绝缘层202，该绝缘层202具体采用氧化硅或者氮化硅，进而将该正面环状槽201A包围在内的硅片结构当作导电结构，并与绝缘层202外围的硅片进行电学绝缘隔离。该硅片20可以采用低阻材料，实现导电性能，当然还可以在S101之后，对该正面环状间隙201围绕在内的硅片表面掺杂离子，比如，硼离子、磷离子等，掺杂离子的硅片可实现导电性能。将该环状间隙包围的硅片部分作为导电结构，可以避免现有采用电镀铜的工艺造成的环境污染。在该正面环状槽201A的内壁和外壁生长绝缘层201之后，有两种方式进行接下来的步骤。第一种实现方式，如图2c所示，直接将硅片背面减薄至露出该正面环状槽201A底端。进而实现该正面环状槽201A所围绕的内部硅片结构的上下贯通，且该内部硅片与该正面环状槽外围的硅片结构隔离开。该实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体TSV结构的制造工艺方法，其特征在于，包括：在硅片正面刻蚀正面环状间隙，所述正面环状间隙包括内壁、外壁，所述外壁或所述内壁包括一个以上的由上至下向相对侧壁的方向凸起的结构，所述环状间隙包围的硅片部分作为导电结构；在所述正面环状间隙的内壁和外壁生长绝缘层。

【技术特征摘要】
1.一种半导体TSV结构的制造工艺方法，其特征在于，包括：在硅片正面刻蚀正面环状间隙，所述正面环状间隙包括内壁、外壁，所述外壁或所述内壁包括一个以上的由上至下向相对侧壁的方向凸起的结构，所述环状间隙包围的硅片部分作为导电结构；在所述正面环状间隙的内壁和外壁生长绝缘层。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述正面环状间隙具体为正面环状槽或环状通孔。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，若所述正面环状间隙具体为正面环状槽，在所述正面环状槽的内壁和外壁生长绝缘层之后，还包括：将所述硅片背面减薄至露出所述正面环状槽底端。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，若所述正面环状间隙具体为正面环状槽，在所述正面环状槽的内壁和外壁生长绝缘层之后，还包括：在所述硅片的背面刻蚀背面环状槽，使得所述背面环状槽的底端与所述正面环状槽的底端接通，所述背面环状槽包括内壁、外壁以及底端，所述外壁或所述内壁包括一个以上的由上至下向相对侧壁的方向凸起的结构；在所述背面环状槽的内壁和外壁生长绝缘。5.如权利要求1所述的方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：李航，孙晨，于连忠，
申请(专利权)人：浙江芯动科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33