監(jiān)視器結(jié)構(gòu)及其形成方法
【專利說明】監(jiān)視器結(jié)構(gòu)及其形成方法
[0001]本申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)枮?01310248554.9且發(fā)明名稱為“監(jiān)視器結(jié)構(gòu)及其形成方法”的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明一般地涉及電子器件，并且更加具體地涉及監(jiān)視器結(jié)構(gòu)及其其形成方法。
【背景技術(shù)】
[0003]在很多電子和其它應(yīng)用中使用半導(dǎo)體器件。半導(dǎo)體器件可以包括在半導(dǎo)體晶圓上形成的集成電路?？商娲?，半導(dǎo)體器件可以被形成為單片器件例如分立器件。通過在半導(dǎo)體晶圓之上沉積很多類型的材料薄膜、圖案化材料薄膜、摻雜半導(dǎo)體晶圓的選擇性區(qū)域和其它工藝而在半導(dǎo)體晶圓上形成半導(dǎo)體器件。
[0004]在傳統(tǒng)的半導(dǎo)體制造工藝中，在單一晶圓內(nèi)和/或之上制造大量的半導(dǎo)體器件。半導(dǎo)體器件可以包括用于通過硅芯片的信息或者電力傳送并且用于連接到芯片后側(cè)的一個(gè)或者多個(gè)貫穿硅過孔。特別地，具有前側(cè)和后側(cè)金屬化層的硅插入物呈現(xiàn)由貫穿硅過孔制造的定制的貫穿觸點(diǎn)。每一個(gè)半導(dǎo)體器件可以包括多個(gè)貫穿過孔。類似地，包括這些半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體封裝也可以包括多個(gè)貫穿過孔。
[0005]然而，形成貫穿過孔引入了各種工藝復(fù)雜性，這能夠?qū)е嘛@著的成品率損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]利用本發(fā)明的示意性實(shí)施例，基本上解決或者規(guī)避了這些和其它問題，并且基本上實(shí)現(xiàn)了技術(shù)優(yōu)點(diǎn)。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，一種形成電子器件的方法包括在工件中形成第一開口和第二開口。第一開口比第二開口更深。該方法進(jìn)一步包括在第一開口內(nèi)形成填充材料以形成貫穿過孔的一個(gè)部分并且在第二開口內(nèi)形成填充材料。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，一種形成半導(dǎo)體器件的方法包括形成在第一工件中用于貫穿過孔的第一開口和用于監(jiān)視器結(jié)構(gòu)的第二開口。第一開口比第二開口更深。該方法進(jìn)一步包括在第二開口內(nèi)沉積填充材料直至填充深度并且使用在第二開口內(nèi)的填充深度的測(cè)量，并且在第一開口內(nèi)沉積填充材料。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，一種電子器件包括置放在工件中的功能性傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)和置放在工件中的非功能性監(jiān)視器結(jié)構(gòu)。該監(jiān)視器結(jié)構(gòu)被配置用于在監(jiān)視功能性傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)的制造時(shí)使用。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，一種器件包括電子芯片、鄰近電子芯片的封裝劑和置放在封裝劑中的傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)。該傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)不被耦接到電子芯片。封裝劑具有與電子芯片大約相同的厚度。
[0011]前面已經(jīng)相當(dāng)一般性地概述了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的特征，從而隨后的、本發(fā)明的詳細(xì)描述可以得到更好的理解。將在下文中描述本發(fā)明的實(shí)施例的另外的特征和優(yōu)點(diǎn)，這形成本發(fā)明的權(quán)利要求的主題。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，可以容易地利用所公開的概念和具體實(shí)施例作為用于修改或者設(shè)計(jì)用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的相同意圖的其它結(jié)構(gòu)或者工藝的基礎(chǔ)。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，這種等價(jià)構(gòu)造并不偏離如在所附權(quán)利要求中闡述的本發(fā)明的精神和范圍。
【附圖說明】
[0012]為了更加完全地理解本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在對(duì)結(jié)合附圖進(jìn)行的以下說明進(jìn)行參考，其中:
圖1，包括圖1A - 1B，示意根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件，其中圖1A示意頂截面視圖并且其中圖1B示意橫截面視圖；
圖2，包括圖2A - 2C，示意根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的可替代半導(dǎo)體器件，其中圖2A示意頂截面視圖并且其中圖2B和2C示意橫截面視圖；
圖3，包括圖3A - 3C，示意根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的可替代半導(dǎo)體器件，其中圖3A示意頂截面視圖并且其中圖3B和圖3C示意橫截面視圖；
圖4示意根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的頂截面視圖；
圖5，包括圖5A和5B，示意根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝，其中圖5A示意頂截面視圖并且其中圖5B示意橫截面視圖；
圖6，包括圖6A和6B，示意根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的貫穿過孔和監(jiān)視器結(jié)構(gòu)的放大橫截面；
圖7，包括圖7A-7I，示意根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、在各種制造階段期間的半導(dǎo)體器件；并且
圖8示意在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的部分工藝流程期間的操作。
[0013]在不同的圖中的相應(yīng)的數(shù)字和符號(hào)一般地引用相應(yīng)的部分，除非另有指示。圖被繪制成清楚地示意實(shí)施例的有關(guān)方面而并不是必要地按照比例繪制的。
【具體實(shí)施方式】
[0014]在下面詳細(xì)地討論了各種實(shí)施例的制造和使用。然而，應(yīng)該理解，本發(fā)明提供能夠在很多種具體環(huán)境中體現(xiàn)的很多可應(yīng)用的創(chuàng)造性概念。所討論的具體實(shí)施例僅僅示意用于制造和使用本發(fā)明的具體方式，而非限制本發(fā)明的范圍。
[0015]將使用圖1描述半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)實(shí)施例。將使用圖2-6描述半導(dǎo)體器件的進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)實(shí)施例。將使用圖7和8描述制造半導(dǎo)體器件的各種方法。
[0016]圖1，包括圖1A - 1B，示意根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件，其中圖1A示意頂截面視圖并且其中圖1B示意橫截面視圖。
[0017]參考圖1A，半導(dǎo)體器件包括電子芯片10。在各種實(shí)施例中，電子芯片10可以包括任何適當(dāng)?shù)幕牧?。在一個(gè)或者多個(gè)實(shí)施例中，電子芯片10可以包括硅基片。在可替代實(shí)施例中，電子芯片10可以包括絕緣體上半導(dǎo)體基片。在進(jìn)一步的可替代實(shí)施例中，電子芯片10可以包括其它半導(dǎo)體基片諸如碳化硅、硅鍺、氮化鎵、InSb, InP、砷化鎵等。
[0018]在各種實(shí)施例中，電子芯片10可以包括半導(dǎo)體芯片。電子芯片10還可以包括任何其它類型的芯片，例如塑料、有機(jī)器件等。在各種實(shí)施例中，電子芯片10可以包括功能性電路并且可以包括集成電路。電子芯片10可以包括邏輯芯片、存儲(chǔ)芯片、模擬芯片、混合信號(hào)芯片、功率器件和其它類型的電路。在一個(gè)或者多個(gè)實(shí)施例中，電子芯片10可以包括多個(gè)器件諸如包括場(chǎng)效應(yīng)晶體管、雙極晶體管、IGBT, JFET、二極管等的多個(gè)晶體管。
[0019]在各種實(shí)施例中，電子芯片10包括多個(gè)貫穿過孔20。如在圖1B中所示意地，該多個(gè)貫穿過孔20通過電子芯片10延伸。在各種實(shí)施例中該多個(gè)貫穿過孔20可以包括傳導(dǎo)材料。在一個(gè)或者多個(gè)實(shí)施例中該多個(gè)貫穿過孔20可以將電子芯片10的后表面耦接到電子芯片10的前表面?？商娲兀谀承?shí)施例中，該多個(gè)貫穿過孔20可以用于耦接相鄰(堆疊)的半導(dǎo)體器件。
[0020]如進(jìn)一步在圖1A中示意地，電子芯片10包括監(jiān)視器結(jié)構(gòu)30。在各種實(shí)施例中，監(jiān)視器結(jié)構(gòu)30可以包括類似于該多個(gè)貫穿過孔20的傳導(dǎo)材料。在一個(gè)或者多個(gè)實(shí)施例中，監(jiān)視器結(jié)構(gòu)30包括從基片的一個(gè)表面延伸但是并不延伸到另一個(gè)表面的局部過孔。
[0021]如在圖1B中所示意地，監(jiān)視器結(jié)構(gòu)30具有小于電子芯片10的厚度的深度。在一個(gè)或者多個(gè)實(shí)施例中，監(jiān)視器結(jié)構(gòu)30被用作用于在制造期間監(jiān)視該多個(gè)貫穿過孔20的形成的結(jié)構(gòu)。如將在下面進(jìn)一步詳細(xì)描述地，監(jiān)視器結(jié)構(gòu)30用于確保該多個(gè)貫穿過孔20的填充高度匹配工藝參數(shù)。
[0022]在一個(gè)或者多個(gè)實(shí)施例中，監(jiān)視器結(jié)構(gòu)30的數(shù)目相對(duì)于貫穿過孔20的數(shù)目可以小很多。在一個(gè)或者多個(gè)實(shí)施例中，單一監(jiān)視器結(jié)構(gòu)30可以用于監(jiān)視至少十個(gè)貫穿過孔20。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，至少五十個(gè)貫穿過孔20可以具有單一監(jiān)視器結(jié)構(gòu)30。在又一個(gè)實(shí)施例中，至少一百個(gè)貫穿過孔20可以具有公共的監(jiān)視器結(jié)構(gòu)30。
[0023]作為進(jìn)一步的實(shí)例，在各種實(shí)施例中電子芯片10可以包括大約I到大約100，000個(gè)貫穿過孔20和大約I到大約5000個(gè)監(jiān)視器結(jié)構(gòu)30。在各種實(shí)施例中，監(jiān)視器結(jié)構(gòu)30的數(shù)目與貫穿過孔20的數(shù)目的比率可以從大約1:1到大約1: 100，000地改變。
[0024]因此，在各種實(shí)施例中，監(jiān)視大量的貫穿過孔20所需要的監(jiān)視器結(jié)構(gòu)30的數(shù)目是非常小的。有利地，監(jiān)視器結(jié)構(gòu)30在半導(dǎo)體器件上占據(jù)最小區(qū)域。
[0025]在一個(gè)或者多個(gè)實(shí)施例中，監(jiān)視器結(jié)構(gòu)30可以被耦接到地電勢(shì)節(jié)點(diǎn)。在可替代實(shí)施例中，監(jiān)視器結(jié)構(gòu)30可以不被耦接到置放在電子芯片10中的功能性電路。在某些實(shí)施例中監(jiān)視器結(jié)構(gòu)30可以是浮動(dòng)的。
[0026]圖2，包括圖2A - 2C，示意根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的可替代半導(dǎo)體器件，其中圖2A示意頂截面視圖并且其中圖2B和2C示意橫截面視圖。
[0027]在各種實(shí)施例中，監(jiān)視器結(jié)構(gòu)可以具有不同的形狀和尺寸。在一個(gè)或者多個(gè)實(shí)施例中，監(jiān)視器結(jié)構(gòu)的形狀和尺寸可以依賴于所形成的貫穿基片過孔的形狀和尺寸。如在圖2A中所示意地，在一個(gè)實(shí)施例中，電子芯片10可以包括多個(gè)貫穿過孔20和相應(yīng)的監(jiān)視器結(jié)構(gòu)30。此外，電子芯片10可以包括第二貫穿基片過孔21和相應(yīng)的第二監(jiān)視器結(jié)構(gòu)31。第二監(jiān)視器結(jié)構(gòu)31可以具有與監(jiān)視器結(jié)構(gòu)30不同的高度或者不同的寬度(關(guān)鍵尺度)。這在圖2B和2C中示意。圖2B示意具有第一高度Hl的監(jiān)視器結(jié)構(gòu)30而圖2C示意具有第二高度H2的第二監(jiān)視器結(jié)構(gòu)31。
[0028]圖3，包括圖3A - 3C，示意根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的可替代半導(dǎo)體器件，其中圖3A示意頂截面視圖并且其中圖3B和圖3C示意橫截面視圖。
[0029]圖3示意其中監(jiān)視器結(jié)構(gòu)的形狀和尺寸依賴于貫穿基片過孔的密度的可替代實(shí)施例。參考圖3A，電子芯片10可以包括第一區(qū)域I和第二區(qū)域2。然而，在第一區(qū)域I中貫穿過孔的密度不