半导体封装结构及形成方法技术

本发明专利技术公开了一种半导体封装结构及形成方法。该半导体封装结构包括：基板、硅通孔内连线结构、第一和第二保护环掺杂区域；其中该基板具有前侧和后侧，而该硅通孔内连线结构形成于该基板中，而该第一和第二保护环掺杂区域也形成于该基板中并且相邻于该硅通孔内连线结构，同时耦接至地。本发明专利技术实施例，基板或者硅通孔内连线结构产生的噪音可以经由第一和第二保护环掺杂区域而耦接至地，从而有效地降低噪音。

【技术实现步骤摘要】
半导体封装结构及形成方法
本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种具有TSV(throughsiliconvia，硅通孔)内连线结构的半导体封装结构及形成方法。
技术介绍
对于电子工程领域而言，TSV为一种完全穿过硅晶圆或硅芯片的垂直电子连线。相较于例如POP(package-on-package，叠层封装)等其他半导体结构，TSV是由高性能的制造技术所制成。使用TSV来创建3D(三维)半导体封装和3D集成电路。相较于其他半导体封装，TSV之通孔(via)的密度实质上大于其他半导体封装，并且具有较短的连接长度。传统TSV的绝缘衬垫(liner)作为硅晶圆和TSV通孔插塞之间的电容。在高速应用(例如：射频应用)中，传统TSV的电阻抗因为绝缘衬垫而降低。当高速电路(例如：数字电路)传递信号时，这些信号会从高速电路耦合至其他节点，例如模拟电路中之多个TSV。因此，产生噪音耦合(noisecoupling)并干扰其他敏感电路(例如模拟电路)，影响需要高时钟频率(clockrate)和模拟精确度(analogprecision)的半导体封装之整体性能表现。因此，亟需一种用于具有TSV内连线的半导体封装的新颖噪音耦合抑制结构。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种半导体封装结构及形成方法，可有效地抑制噪音耦合。本专利技术提供了一种半导体封装结构，包括：基板，具有前侧和后侧；硅通孔内连线结构，形成于该基板中；以及第一保护环掺杂区域和第二保护环掺杂区域，形成于该基板中，其中该第一和第二保护环掺杂区域相邻该硅通孔内连线结构，并且均耦接至地。其中，该第一和第二保护环掺杂区域具有不同的导电类型。其中，该半导体封装结构还包括：第三保护环掺杂区域，形成于该基板中，并且相邻于该第二保护环掺杂区域。其中，该半导体封装结构还包括：第四保护环掺杂区域，形成于该基板中，并且相邻于该第三保护环掺杂区域。其中，该第一保护环掺杂区域为n型保护环掺杂区域，该第二保护环掺杂区域为p型保护环掺杂区域。其中，该n型保护环掺杂区域包括位于n井区域中的n型重掺杂区域；以及/或，该p型保护环掺杂区域包括位于p井区域中的p型重掺杂区域。其中，该硅通孔内连线结构包括：导电材料；绝缘层，围绕该导电材料；导电凸块，形成于该基板的该后侧上，其中该导电凸块直接形成于该导电材料上；以及多晶硅图案，形成于该基板的该前侧上，其中该多晶硅图案直接形成于该导电材料上。其中，该半导体封装结构还包括：井区域，形成于该基板中，并且该井区域与该第二保护环掺杂区域之间的区域为未掺杂区域。本专利技术实施例还提供了一种半导体封装结构的形成方法，包括：提供具有前侧和后侧的基板；于该基板中形成第一保护环掺杂区域和第二保护环掺杂区域，并将该第一和第二保护环掺杂区域耦接至地；形成从该基板的后侧穿过该基板的沟槽；形成衬垫于该基板的该后侧、该沟槽的底表面和侧壁的绝缘层；移除位于该基板的该后侧上的绝缘层，以形成通孔；以及于该通孔中形成导电材料，从而由该绝缘层和该导电材料形成硅通孔内连线结构。其中，该方法还包括：于该基板的该后侧及该导电材料上形成导电凸块；于该基板的该前侧上形成多晶硅图案。其中，该第一和第二保护环掺杂区域具有不同的导电类型。其中，该方法还包括：于该基板中形成井区域，该井区域与该第二保护环掺杂区域之间的区域为未掺杂区域。其中，该方法还包括：形成相邻该第二保护环掺杂区域的第三保护环掺杂区域；以及形成相邻该第三保护环掺杂区域的第四保护环掺杂区域，其中该第三保护环掺杂区域的导电类型不同于该第四保护环掺杂区域的导电类型。其中，该于基板中形成第一保护环掺杂区域和第二保护环掺杂区域，包括：于该基板中形成n型保护环掺杂区域；以及于该基板中形成p型保护环掺杂区域；其中，该n型保护环掺杂区域包括位于n井区域中的n型重掺杂区域；该p型保护环掺杂区域包括位于p井区域中的p型重掺杂区域。本专利技术实施例的有益效果是：上述半导体封装结构及形成方法，在基板中，具有至少两个耦接至地的保护环掺杂区域，因此来自于基板或TSV结构的噪音可通过该至少两个保护环掺杂区域而耦合至地，从而有效地降低噪音。附图说明图1为根据本专利技术一些实施例的半导体封装结构的横截面示意图；图2A～2D为根据本专利技术一些实施例的用于显示形成半导体封装结构之各工艺的横截面示意图；图3为根据本专利技术一些实施例的半导体封装结构的横截面示意图；图4为根据本专利技术一些实施例的半导体封装结构的横截面示意图。具体实施方式为了使本专利技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。以下内容中提供了许多不同的实施例或范例，以描述本专利技术的半导体封装结构及形成方法的不同特征。以下中，通过描述构件和排列方式的特定范例来简化描述。当然，这些特定的范例仅作为示例而并非用以限定本专利技术。举例来说，下文中，当叙述第一特征形成于第二特征之上或上方，其可能包含上述第一特征与上述第二特征是直接接触的实施例，亦可能包含了有额外的特征形成于上述第一特征与上述第二特征之间，而使上述第一特征与第二特征可能未直接接触的实施例。此外，本专利技术可能在不同的范例中重复附图标记。这样的重复是为了简化与清晰的目的，并非用以限定所讨论的不同实施例及/或结构之间有特定的关系。此外，可在此使用空间相关词语，例如：“在…下方”、“下方”、“较低的”、“上方”、“较高的”及类似的用词，这是为了便于描述附图中一个组件或特征与另一个(些)组件或特征之间的关系。除了在附图中示出的方位外，这些空间相关用词意欲包含使用中或操作中的装置的不同方位。装置可能被转向不同方位(旋转90度或其他方位)，则在此使用的空间相关词也可依此相同解释。下文描述一些实施例的变化。通过各种视角和所示的实施例中，类似的附图标记用来标记类似的组件。可理解的是，可在上述方法之前、期间、及之后提供额外的操作，且在上述方法的其他实施例中，可置换或删除其中的一些操作。图1为根据本专利技术一些实施例的半导体封装结构100的横截面示意图，该半导体封装结构100为噪音耦合抑制结构。半导体封装结构100包括基板200。基板200具有前侧201和相对于前侧201的后侧203。在一些实施例中，基板200可由硅或其他半导体材料组成。可选地，基板200可包括其他元素半导体材料，例如锗。在一些实施例中，基板200是由化合物半导体组成，例如碳化硅、砷化镓、砷化铟、或磷化铟。在一些实施例中，基板200是由合金半导体组成，例如硅锗、硅锗碳化物(silicongermaniumcarbide)、镓砷磷化物(galliumarsenidephosphide)、或镓铟磷化物(galliumindiumphosphide)。在一些实施例中，基板200包括外延层(epitaxiallayer)。举例来说，基板200具有覆盖在块状半导体上的外延层。集成电路组件220(例如晶体管)形成于基板200的前侧201上。隔离结构205形成于基板200中，以将集成电路组件220与其他组件(未显示)隔离。TSV内连线结构230穿过基板而形成，且从基板200的前侧201延伸至基板200的后侧203。TSV结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体封装结构，其特征在于，包括：基板，具有前侧和后侧；硅通孔内连线结构，形成于该基板中；以及第一保护环掺杂区域和第二保护环掺杂区域，形成于该基板中，其中该第一和第二保护环掺杂区域相邻该硅通孔内连线结构并且均耦接至地。

【技术特征摘要】
2015.01.21 US 14/601,4401.一种半导体封装结构，其特征在于，包括：基板，具有前侧和后侧；硅通孔内连线结构，形成于该基板中；以及第一保护环掺杂区域和第二保护环掺杂区域，形成于该基板中，其中该第一和第二保护环掺杂区域相邻该硅通孔内连线结构并且均耦接至地；其中，该第一和第二保护环掺杂区域具有不同的导电类型。2.如权利要求1所述的半导体封装结构，其特征在于，还包括：第三保护环掺杂区域，形成于该基板中，并且相邻于该第二保护环掺杂区域。3.如权利要求2所述的半导体封装结构，其特征在于，还包括：第四保护环掺杂区域，形成于该基板中，并且相邻于该第三保护环掺杂区域。4.如权利要求1所述的半导体封装结构，其特征在于，该第一保护环掺杂区域为n型保护环掺杂区域，该第二保护环掺杂区域为p型保护环掺杂区域。5.如权利要求4所述的半导体封装结构，其特征在于，该n型保护环掺杂区域包括位于n井区域中的n型重掺杂区域；以及/或，该p型保护环掺杂区域包括位于p井区域中的p型重掺杂区域。6.如权利要求1所述的半导体封装结构，其特征在于，该硅通孔内连线结构包括：导电材料；绝缘层，围绕该导电材料；导电凸块，形成于该基板的该后侧上，其中该导电凸块直接形成于该导电材料上；以及多晶硅图案，形成于该基板的该前侧上，其中该多晶硅图案直接形成于该导电材料上。7.如权利要求1所述的半导体封装结构，其特征在于，还包括：井区域，形成于该基板中，并且该井区域与该第二保护环掺杂区域之间的区域为未掺杂区域。8.一种半导体封装结构的形成方法，其特征在于，包括：提供具有前侧和后侧的基板；于该基板中形成第一保护环掺杂区域和第二保护环掺杂区域，并将该第一和第二保护环掺杂区域耦接至地，其中该第一和第二保护环掺...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪建州，杨明宗，李东兴，黄伟哲，黄裕华，林子闳，
申请(专利权)人：联发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71