集成电路装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种集成电路装置，其包含基板、至少一个晶体管、至少一个金属层、导电柱与连接结构。基板具有至少一个贯穿孔贯穿其中。晶体管至少部分设置在基板中。金属层设置在基板上。导电柱设置在贯穿孔中。连接结构至少部分设置在贯穿孔中，且连接导电柱与金属层。连接结构至少具有第一部分。第一部分的材质为应力消除材料。应力消除材料的热膨胀系数小于导电柱的热膨胀系数，且晶体管在贯穿孔的正投影与连接结构部分重叠。本发明专利技术提供的集成电路装置可减缓应力对晶体管的通道中的载子流动率的影响，从而能够缩小环绕于连接结构的排除区域，使集成电路装置具有更大的电路布线空间。

【技术实现步骤摘要】
集成电路装置
本专利技术涉及一种集成电路装置。
技术介绍
直通硅晶穿孔(Through-SiliconVia,TSV)为一种贯穿硅基板的连接结构。一般而言，直通硅晶穿孔的材质为铜，其具有高于硅基板的热膨胀系数(CoefficientofThermalExpansion,CTE)。若硅基板处于不同的环境温度下，则铜与硅之间便会因热膨胀系数不匹配而产生应力。此应力可能会降低设置在硅基板的晶体管的通道的载子流动率(CarrierMobility)，如此一来，晶体管便需要放置在环绕直通硅晶穿孔的排除区域(KeepOutZone,KOZ)之外，以避免受到直通硅晶穿孔的应力影响。其中排除区域为当晶体管设置在其中，其载子流动率会受到直通硅晶穿孔的应力所影响的区域。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种集成电路装置，可减缓应力对晶体管的通道中的载子流动率的影响，从而能够缩小环绕于连接结构的排除区域，使集成电路装置具有更大的电路布线空间。本专利技术的一个方面在于提供一种集成电路装置，其包含基板、至少一个晶体管、至少一个金属层、导电柱与连接结构。基板具有至少一个贯穿孔贯穿其中。晶体管至少部分设置在基板中。金属层设置在基板上。导电柱设置在贯穿孔中。连接结构至少部分设置在贯穿孔中，且连接导电柱与金属层。连接结构至少具有第一部分。第一部分的材质为应力消除材料。应力消除材料的热膨胀系数小于导电柱的热膨胀系数，且晶体管在贯穿孔的正投影与连接结构部分重叠。在一个或多个实施方式中，连接结构的第一部分的热膨胀系数大于或等于基板的热膨胀系数。在一个或多个实施方式中，连接结构的第一部分的材质为氧化物。在一个或多个实施方式中，连接结构具有第二部分。第二部分连接导电柱与金属层，且连接结构的第二部分的材质为导电材料。在一个或多个实施方式中，连接结构的第一部分环绕连接结构的第二部分。在一个或多个实施方式中，连接结构的第二部分的材质为铜(Cu)。在一个或多个实施方式中，连接结构的第二部分的热膨胀系数小于导电柱的热膨胀系数。在一个或多个实施方式中，连接结构的第二部分的材质为钨(W)。在一个或多个实施方式中，连接结构整体的材质为应力消除材料。在一个或多个实施方式中，连接结构整体的材质为钨(W)。在一个或多个实施方式中，集成电路装置还包含绝缘层，其设置在贯穿孔中，并环绕连接结构与导电柱。本专利技术的另一个方面在于提供一种集成电路装置，其包含基板、至少一个晶体管、至少一个金属层、导电柱与连接结构。基板具有至少一个贯穿孔贯穿其中。晶体管至少部分设置在基板中。金属层设置在基板上。导电柱设置在贯穿孔中。连接结构包含连接部与颈部。连接部电性连接金属层。颈部设置在连接部与导电柱之间。颈部比连接部窄，且晶体管在贯穿孔的正投影与颈部部分重叠。在一个或多个实施方式中，颈部为柱状。在一个或多个实施方式中，颈部往连接部的方向渐缩。在一个或多个实施方式中，颈部往导电柱的方向渐缩。在一个或多个实施方式中，颈部的中间凹陷。在一个或多个实施方式中，颈部、连接部与导电柱的材质相同。在一个或多个实施方式中，连接结构的热膨胀系数小于导电柱的热膨胀系数。在一个或多个实施方式中，连接结构的材质为钨(W)，且导电柱的材质为铜(Cu)。在一个或多个实施方式中，集成电路装置还包含绝缘层，其设置在贯穿孔中，并环绕连接结构与导电柱。在上述的实施方式中，因基板与连接结构之间由热膨胀系数差异所产生的应力可被降低，因此可减缓应力对晶体管的通道中的载子流动率(CarrierMobility)的影响。再加上，因存在于基板与连接结构之间的应力可减少，环绕于连接结构的排除区域(KeepOutZone,KOZ)能够缩小，集成电路装置也就能够具有更大的电路布线空间。附图说明图1为本专利技术第一实施方式的集成电路装置的剖面图。图2为图1的集成电路装置的俯视图。图3为本专利技术第二实施方式的集成电路装置的剖面图。图4为本专利技术第三实施方式的集成电路装置的剖面图。图5至7分别为本专利技术第四至第六实施方式的集成电路装置的剖面图。具体实施方式以下将以附图公开本专利技术的多个实施方式，为明确说明起见，许多具体的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些具体的细节不应用以限制本专利技术。也就是说，在本专利技术部分实施方式中，这些具体的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些现有惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式表示。图1为本专利技术第一实施方式的集成电路装置的剖面图。如图1所示，集成电路装置包含基板100、至少一个晶体管200、至少一个金属层300、导电柱400与连接结构500。基板100具有至少一个贯穿孔102贯穿其中。晶体管200至少部分设置在基板100中。金属层300设置在基板100上。导电柱400设置在贯穿孔102中。连接结构500至少部分设置在贯穿孔102中，且连接导电柱400与金属层300。连接结构500至少具有第一部分510。第一部分510的材质为应力消除材料(StressReleasematerial)。应力消除材料的热膨胀系数(CoefficientofThermalExpansion,CTE)小于导电柱400的热膨胀系数，且晶体管200在贯穿孔102的正投影与连接结构500部分重叠。详细而言，基板100的热膨胀系数通常小于导电柱400的热膨胀系数，且因如上所述，连接结构500的热膨胀系数也小于导电柱400的热膨胀系数，因此基板100与连接结构500之间的热膨胀系数差值可小于基板100与导电柱400之间的热膨胀系数差值。换言之，因基板100与连接结构500之间由热膨胀系数不匹配所产生的应力可被降低，借此减缓应力对晶体管200的通道(未示出)中的载子流动率(CarrierMobility)的影响。再加上，因存在于基板100与连接结构500之间的应力可减少，环绕于连接结构500的排除区域(KeepOutZone,KOZ)能够缩小，集成电路装置也就能够具有更大的电路布线空间。其中在本文中的排除区域是指若晶体管200置入其中，晶体管200将具有大于7%的饱合电流差异的区域。如此一来，晶体管200能够更靠近贯穿孔102设置，因此集成电路装置可形成高密度电路。在本实施方式中，连接结构500还可包含第二部分520，连接导电柱400与金属层300。且连接结构500的第二部分520的材质为导电材料。换句话说，导电柱400可通过第二部分520而电性连接至金属层300。如此一来，第一部分510的材质即可为非导电材料，例如为氧化物。应注意的是，虽然在图1中仅有一个第二部分520，然而本专利技术不以此为限。本专利技术所属领域具通常知识的人员，可视实际情形，弹性设计第二部分520的数量。在本实施方式中，连接结构500的第一部分510可环绕连接结构500的第二部分520，因此即使第二部分520的热膨胀系数可能高于第一部分510的热膨胀系数，第一部分510亦能够缓冲第二部分520与基板100之间的热膨胀系数不匹配的情况，因此连接结构500与基板100之间存在的应力可以不影响晶体管200的通道的载子流动率。在本实施方式中，连接结构500的第一部分510的热膨胀系数可大于或等于基板100的热膨胀系数。以图1为例，基板100可包含硅基底110与氧化物层120，氧化物层120本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成电路装置，其特征在于，该集成电路装置包含：基板，其具有至少一个贯穿孔贯穿其中；至少一个晶体管，其至少部分设置在所述基板中；至少一个金属层，其设置在所述基板上；导电柱，其设置在所述贯穿孔中；以及连接结构，其至少部分设置在所述贯穿孔中，且连接所述导电柱与所述金属层，其中所述连接结构至少具有第一部分，所述第一部分的材质为应力消除材料，所述应力消除材料的热膨胀系数小于所述导电柱的热膨胀系数，且所述晶体管在所述贯穿孔的正投影与所述连接结构部分重叠。

【技术特征摘要】
2013.10.31 US 14/067,9891.一种集成电路装置，其特征在于，该集成电路装置包含：基板，其具有至少一个贯穿孔贯穿其中；至少一个晶体管，其至少部分设置在所述基板中；至少一个金属层，其设置在所述基板上；导电柱，其设置在所述贯穿孔中；以及连接结构，其至少部分设置在所述贯穿孔中，且连接所述导电柱与所述金属层，其中所述连接结构的整体的材质为应力消除材料，所述应力消除材料的热膨胀系数小于所述导电柱的热膨胀系数，所述晶体管在所述贯穿孔的正投影与所述连接结构部分重叠，且所述连接结构包含：第一部分，所述第一部分的材质为氧化物；以及第二部分，所述第二部分连接所述导电柱与所述金属层，所述第二部分的材质为导电材料，且所述第二部分的热膨胀系数小于所述导电柱的所述热膨胀系数。2.如权利要求1所述的集成电路装置，其特征在于，所述连接结构的所述第一部分的所述热膨胀系数大于或等于所述基板的热膨胀系数。3.如权利要求1所述的集成电路装置，其特征在于，所述连接结构的所述第一部分环绕所述连接结构的所述第二部分。4.如权利要求1所述的集成电路装置，其特征在于，所述连接结构的所述第二部分的材质为铜。5.如权利要求1所述的集成电路装置，其特征在于，所述连接结构的所述第二部分的材质为钨。6.如权利要求1所述的集成电路装置，其特征在于，该集成电路装置还包含：绝缘...

【专利技术属性】
技术研发人员：林柏均，
申请(专利权)人：南亚科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71