半导体装置及半导体装置的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术的实施方式提供一种能够减少形成着空腔的金属部件的裂痕扩展的半导体装置及半导体装置的制造方法。根据实施方式，半导体装置具备半导体基板、金属部件、及金属氧化膜。半导体基板形成着从一面贯通到对向的另一面的贯通孔。金属部件设置在贯通孔的内侧，且在内部形成着空腔。金属氧化膜形成在金属部件的空腔侧的面上。

【技术实现步骤摘要】
[相关申请]本申请享有以日本专利申请2015-110745号(申请日：2015年5月29日)作为基础申请的优先权。本申请通过参照该基础申请而包含基础申请的全部内容。
本专利技术的实施方式涉及一种半导体装置、及半导体装置的制造方法。
技术介绍
已知一种具备金属部件的半导体装置，该金属部件作为形成在基板上的贯通孔所设置的贯通电极发挥功能。进而，公开了一种在金属部件形成着空腔的半导体装置。然而，因形成空腔而导致存在金属部件上所形成的裂痕容易扩展之类的问题。
技术实现思路
本专利技术的实施方式提供一种能够减少形成着空腔的金属部件的裂痕扩展的半导体装置及半导体装置的制造方法。根据实施方式，半导体装置具备半导体基板、金属部件、及金属氧化膜。半导体基板形成着从一面贯通到对向的另一面的贯通孔。金属部件设置在贯通孔的内侧，且在内部形成着空腔。金属氧化膜形成在金属部件的所述空腔侧的面上。附图说明图1是实施方式的半导体装置的纵剖视图。图2是说明半导体装置的制造方法的步骤图。图3是说明半导体装置的制造方法的步骤图。图4是说明半导体装置的制造方法的步骤图。图5是说明半导体装置的制造方法的步骤图。图6是说明半导体装置的制造方法的步骤图。图7是说明半导体装置的制造方法的步骤图。图8是说明半导体装置的制造方法的步骤图。图9是说明半导体装置的制造方法的步骤图。图10是说明半导体装置的制造方法的步骤图。图11是说明半导体装置的制造方法的步骤图。具体实施方式以下的例示性的实施方式或变化例中包含相同的构成要素。因此，以下，对相同的构成要素标注共用的符号，并且部分省略重复的说明。实施方式或变化例中所包含的部分能与其他实施方式或变化例的对应部分进行替换而构成。而且，只要未特别提及，则实施方式或变化例中所包含的部分的构成或位置等与其他实施方式或变化例相同。＜实施方式＞图1是实施方式的半导体装置10的纵剖视图。半导体装置10具有TSV(Through-Silicon Via，硅穿孔)。如图1所示，半导体装置10具备基板12、器件部14、配线层16、层间绝缘层18、第1钝化层20、第2钝化层22、电极垫24、第1绝缘层26、第2绝缘层28、第3绝缘层30、及贯通电极32。基板12以半导体为主成分。例如，基板12以硅为主成分。基板12的厚度的一例为25μm～35μm。在基板12形成着贯通孔40。贯通孔40是从基板12的一面42跨及对向的另一面44而形成。即，贯通孔40贯通基板12。贯通孔40在俯视时为例如圆形状。因此，贯通孔40为圆柱形状。俯视时的贯通孔40的直径的一例为10μm。器件部14具有晶体管等半导体元件。器件部14设置在基板12的另一面。在器件部14具有未图示的栅电极层。配线层16设置在与基板12为相反侧的器件部14的部分。配线层16与器件部14的半导体元件电连接。配线层16包含导电性材料。例如，配线层16以钨、硅化镍、硅化钴、铜、铝、掺杂了硼的多晶硅等为主成分。此外，虽在图1中只图示了1层配线层16，但也可以具有包含多层配线层的多层配线构造。层间绝缘层18被覆基板12的另一面44、器件部14及配线层16的至少一部分，从而器件部14及配线层16除电连接的区域等以外的区域绝缘。层间绝缘层18以绝缘性
材料为主成分。例如，层间绝缘层18是使用氧化硅膜而形成。第1钝化层20被覆层间绝缘层18的至少一部分。第1钝化层20保护配线层16使其不受透过第2钝化层22的外部气体中所包含的水分等影响。第1钝化层20是使用氮化硅膜而形成。第2钝化层22被覆第1钝化层20的至少一部分。第2钝化层22保护器件部14等。第2钝化层22由绝缘性树脂等形成。例如，第2钝化层22以聚酰亚胺树脂为主成分。电极垫24与配线层16电连接。电极垫24的一部分从第2钝化层22露出。电极垫24与另一半导体装置10的贯通电极32等电连接。电极垫24具有障壁金属层50、籽晶层52、电极主体54、及电极连接部56。障壁金属层50被覆配线层16的一部分。障壁金属层50与配线层16电连接。障壁金属层50抑制构成电极主体54的金属材料扩散到层间绝缘层18等。障壁金属层50以钛(Ti)等金属材料为主成分。籽晶层52被覆障壁金属层50的内周面。籽晶层52以镀敷构成电极主体54的金属材料时成为籽晶的材料为主成分。籽晶层52例如以铜(Cu)为主成分。电极主体54以填埋籽晶层52的内侧的方式形成。电极主体54以导电性材料为主成分。电极主体54例如以镍(Ni)为主成分。此外，电极主体54也可以由含有铜(Cu)、金(Au)、银(Ag)、钴(Co)、钯(Pd)、钨(W)、钽(Ta)、Pt(铂)、Rh(铑)、Ir(铱)、Ru(钌)、Os(锇)、Re(铼)、Mo(钼)、Nb(铌)、B(硼)、Hf(铪)中的至少1种金属的材料形成。电极连接部56覆盖电极主体54的与覆盖障壁金属层50的面为相反侧的面。电极连接部56以导电性材料为主成分。电极连接部56例如以金(Au)为主成分。第1绝缘层26被覆基板12的一面42的至少一部分。第1绝缘层26以绝缘性材料为主成分。例如，第1绝缘层26以氧化硅膜为主成分。第1绝缘层26将基板12的一面电绝缘。第2绝缘层28被覆第1绝缘层26的与和基板12相接的面为相反侧的面的至少一部分。第2绝缘层28以绝缘性材料为主成分。例如，第2绝缘层28由氮化硅膜形成。第3绝缘层30被覆第2绝缘层28的与和第1绝缘层26相接的面为相反侧的面、及基板12的贯通孔40的侧面。第3绝缘层30以绝缘性材料为主成分。例如，第3绝缘层30由氧化硅膜形成。贯通电极32具有作为金属层的一例的障壁金属层60、作为金属层的一例的籽晶层62、作为金属部件的一例的通孔电极64、金属氧化膜66、及电极连接部68。障壁金属层60被覆形成在一面42的贯通孔40的开口周围所形成的第3绝缘层30、
及形成在贯通孔40的内部的第3绝缘层30的内表面。而且，障壁金属层60以堵塞另一面44的贯通孔40的开口的方式形成。障壁金属层60与器件部14所包含的栅电极层电连接。障壁金属层60抑制构成籽晶层62的金属材料扩散到第3绝缘层30等。障壁金属层60以钛(Ti)等金属材料为主成分。籽晶层62被覆障壁金属层60的内周面。换句话说，籽晶层62形成在一面42上所形成的贯通孔40的开口周围、及贯通孔40的内表面。籽晶层62以镀敷构成通孔电极64的金属材料时成为籽晶的材料为主成分。籽晶层62例如以铜(Cu)为主成分。通孔电极64形成在籽晶层62上。通孔电极64设置在贯通孔40的内侧。即，通孔电极64是以填埋贯通孔40的方式形成。通孔电极64的一部分从形成在一面42的贯通孔40的开口突出。通孔电极64以导电性材料为主成分。通孔电极64例如以镍(Ni)为主成分。通孔电极64也可以由含有铜(Cu)、银(Ag)、钴(Co)、钨(W)、钽(Ta)、Rh(铑)、Ir(铱)、Ru(钌)、Os(锇)、Re(铼)、Mo(钼)、Nb(铌)、B(硼)、Hf(铪)中的至少1种金属的材料形成。在通孔电极64的内侧形成着空腔67。空腔67缓和通孔电极64内产生的应力。金属氧化膜66形成在通孔电极64与空腔67之间。换句话说，金属氧化膜66被覆通孔电极64与空腔67本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，其特征在于具备：半导体基板，具有从一面贯通到对向的另一面的贯通孔；金属部件，设置在所述贯通孔的内侧，且在内部具有空腔；及金属氧化膜，设置在所述金属部件的所述空腔侧的面上。

【技术特征摘要】
2015.05.29 JP 2015-1107451.一种半导体装置，其特征在于具备：半导体基板，具有从一面贯通到对向的另一面的贯通孔；金属部件，设置在所述贯通孔的内侧，且在内部具有空腔；及金属氧化膜，设置在所述金属部件的所述空腔侧的面上。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：所述金属氧化膜包含所述金属部件所包含的金属材料的氧化物。3.根据权利要求1或2所述的半导体装置，其特征在于：还具备金属层，该金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：右田达夫，小木曾浩二，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：日本;JP