具有贯穿基板互连的电子系统以及MEMS器件技术方案

公开了针对具有贯穿基板的互连和MEMS器件的电子系统的系统、方法和计算机程序产品。一种在具有第一表面和第二表面的基板中形成的互连，所述互连包括：块状区域；从第一表面延伸到第二表面的通孔；延伸穿过第一表面进入基板并且限定围绕通孔的闭环的绝缘结构，其中绝缘结构包括由至少一个实心部分分隔的接缝部分；以及从绝缘结构朝着第二表面延伸的绝缘区域，该绝缘区域将通孔与块状区域分隔，其中绝缘结构和绝缘区域共同提供通孔与块状区域之间的电隔离。

An electronic system and a MEMS device that runs through the interconnect of the substrate

A system, method, and computer program product for an electronic system with an interconnect and a MEMS device that runs through a substrate is disclosed. The formation of a substrate having a first surface and a second surface of the interconnect, the interconnect includes block areas; extending from the first surface to the second surface of the through hole extending through the insulating substrate; a first surface into the structure and defining closed loop surrounding the through hole, wherein the insulation structure comprises at least a solid part of the joint part separated; and from the insulating structure toward the insulating region second surface extension, the insulating region through hole and block areas separated, wherein the insulation structure and insulation area together to provide pass between the hole and the block electric isolation.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有贯穿基板互连的电子系统以及MEMS器件
本专利技术一般而言涉及电子系统，并且更具体地涉及具有互连的电子系统。
技术介绍
也被称为贯穿基板通孔的贯穿硅通孔(TSV)是在基板中形成的、提供完全穿过基板的垂直电连接的互连结构。有多种方式对TSV体系架构进行分类。一种分类是基于何时执行与CMOS或MEMS器件制造过程相关的TSV制造过程。例如，在先TSV体系架构中，在基板中形成CMOS或MEMS器件之前，TSV完全在同一基板中形成。在中间TSV体系架构中，首先部分地形成TSV，然后在形成或部分地形成CMOS或MEMS器件之后完成TSV。另一种分类是基于用于贯穿基板传导的传导材料。在示例中，在基板中蚀刻孔并衬以电介质。孔填充有传导材料，诸如铜。在后续的制造步骤中，在被填充的传导TSV插塞的顶部和底部产生电触点。在另一个示例中，连续的沟槽以闭合的图案(诸如环形)被部分地蚀刻贯穿基板。然后，沟槽部分地填充有介电材料。用金属迹线和通孔开口对被包围的硅进行电连接。在后续的制造步骤中，基板被翻转；产生诸如结合焊盘或焊料凸点的电连接；并且蚀刻与连续沟槽相交的第二沟槽，由此移除在周围基板和填充有介电材料的闭合轮廓内的硅插塞之间仅剩的电连接。美国专利6,815,827中描述了类似的过程。在替代过程中，掺杂硅插塞以在插塞内产生低于周围基板的电阻率的电阻率。美国专利7,227,213和6,838,362中描述了类似的过程。TSV通常用于集成电路的3D/2.5D集成，因为它能够电耦合堆叠在彼此之上的两个或更多个基板并且因为它与常规互连相比而言的优越性能。但是，尽管有这些好处，但是因为目前制造太昂贵，所以在本领域中没有广泛使用。因此，需要具有比常规TSV结构更低制造成本的新TSV结构。
技术实现思路
根据实施例，在具有第一表面和第二表面的基板中形成的互连包括块状区域。通孔从第一表面延伸到第二表面。绝缘结构延伸穿过第一表面进入基板并且限定围绕通孔的闭环，其中绝缘结构包括由至少一个实心部分分隔的接缝部分。并且，绝缘区域从绝缘结构朝着第二表面延伸。绝缘区域将通孔与块状区域分隔，其中绝缘结构和绝缘区域共同提供通孔与块状区域之间的电隔离。根据另一个实施例，电子部件包括具有第一表面和第二表面的基板，并且基板包括在基板中形成的互连。该互连包括块状区域。通孔从第一表面延伸到第二表面。绝缘结构延伸穿过第一表面进入基板并且限定围绕通孔的闭环，其中绝缘结构包括由至少一个实心部分分隔的接缝部分。并且，绝缘区域从绝缘结构朝着第二表面延伸。绝缘区域将通孔与块状区域分隔，其中绝缘结构和绝缘区域共同提供通孔与块状区域之间的电隔离。根据另一个实施例，提供了一种在具有第一表面和第二表面的基板中形成互连的方法。该方法包括在基板中形成邻接第一表面并且限定围绕通孔的闭环的绝缘结构以及形成邻接第二表面的绝缘区域，使得绝缘区域接触绝缘结构并且将通孔与基板的块状区域分隔。绝缘结构的形成包括从第一表面开始蚀刻基板以形成沟槽；填充沟槽以形成接缝部分；以及将基板的一部分转化为实心部分以形成闭环。下面参考附图详细描述本专利技术的进一步特征和优点以及本专利技术的各种实施例的结构和操作。要注意的是，本专利技术不限于本文描述的具体实施例。本文仅为了说明的目的而给出这些实施例。基于本文包含的教导，附加实施例对于(一个或多个)相关领域技术人员将是显而易见的。附图说明并入本文并构成说明书一部分的附图图示了本专利技术，并且与说明书一起进一步用于解释本专利技术的原理并且使(一个或多个)相关领域技术人员能够制作和使用本专利技术。图1A图示了根据实施例的电子系统。图1B图示了根据实施例的电子部件。图1C图示了根据实施例的微芯片。图1D图示了根据另一个实施例的微芯片。图1E图示了根据另一个实施例的电子部件。图2A图示了根据实施例的在基板中形成的TSV的顶视图。图2B图示了根据实施例的接缝部分的隔离的顶视图。图2C图示了具有不同的标签集合的图2A的TSV。图2D图示了根据实施例的图2A中沿着线D'截取的TSV的横截面图。图2E图示了根据实施例的图2D中的绝缘结构的横截面图。图2F图示了根据实施例的图2A中沿着线E'截取的TSV的横截面图。图3A图示了图2A-图2E中的绝缘结构的隔离视图。图3B图示了根据另一个实施例的绝缘结构的隔离视图。图3C图示了根据另一个实施例的绝缘结构的隔离视图。图3D图示了根据另一个实施例的绝缘结构的隔离视图。图4图示了根据另一个实施例的TSV的横截面图。图5图示了根据另一个实施例的TSV的横截面图。图6A图示了根据实施例的包括TSV和MEMS器件的微芯片的横截面图。图6B图示了根据另一个实施例的包括TSV和MEMS器件的微芯片的横截面图。图7A-图7C图示了根据实施例的在形成沟槽之后部分制造的TSV。图8A-图8C图示了根据实施例的在形成绝缘结构之后部分制造的TSV。图9A-图9C图示了根据实施例的在形成绝缘区域之后的TSV200。图10是图示根据实施例的制造图2A-图2E中的TSV的方法的流程图。图11A-图11H图示了根据实施例的用于在基板中形成TSV和MEMS器件的制造过程。图12示出了根据实施例的具有TSV和MEMS器件的微芯片的横截面的3D渲染。现在将参考附图来描述本公开。在附图中，相同的附图标记一般指示相同或相似的元件。此外，一般而言，附图标记最左边的(一个或多个)数字标识该附图标记首次在其中出现的图。具体实施方式I.概述本专利技术的实施例降低所得的TSV结构的成本并提高其强度。实施例使用一个或多个实心部分将绝缘结构的单个接缝部分分成多个片段以增强TSV结构的所得的强度。实施例还可以与MEMS器件制造过程共享过程步骤以进一步降低成本，并且对于在同一基板中形成TSV和MEMS器件可以不需要附加过程步骤。以下具体实施方式参考附图来说明与本公开一致的实施例。所描述的(一个或多个)实施例以及说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”等的引用指示所描述的(一个或多个)实施例可以包括特定的特征、结构或特点，但是每个实施例可能不必包括该特定的特征、结构或特点。而且，这种短语不一定是指相同的实施例。进一步地，当结合实施例描述特定的特征、结构或特点时，应当理解的是，结合无论是否明确描述的其它实施例实现这种特征、结构或特点在本领域技术人员的知识范围内。本文描述的实施例是为了说明的目的而提供的，而不是限制性的。其它实施例是可能的，并且在本公开的精神和范围内可以对实施例进行修改。因此，具体实施方式并不意味着限制本公开。相反，本公开的范围仅根据以下权利要求及其等同物来限定。以下实施例的详细描述将如此充分地揭示本公开的一般性质，使得其他人可以在不背离本公开的精神和范围的情况下通过应用(一个或多个)相关领域技术人员的知识容易地修改和/或适应于诸如示例性实施例的各种应用而无需过度实验。因此，基于本文给出的教导和指导，这种适应和修改旨在在示例性实施例的含义和多个等同物内。应当理解的是，本文的措辞或术语是为了描述的目的而不是限制，使得本说明书的术语或措辞由(一个或多个)相关领域技术人员依据本文的教导来解释。(一个或多个)相关领域技术人员将认识到，本描述可以适用于许多不同的半导体器件，并且不应当限于任何特定类型的半导体器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在具有第一表面和第二表面的基板中形成的互连，所述互连包括：块状区域；从所述第一表面延伸到所述第二表面的通孔；延伸穿过所述第一表面进入所述基板并且限定围绕所述通孔的闭环的绝缘结构，其中所述绝缘结构包括由至少一个实心部分分隔的接缝部分；以及从所述绝缘结构朝着所述第二表面延伸的绝缘区域，所述绝缘区域将所述通孔与所述块状区域分隔，其中所述绝缘结构和所述绝缘区域共同提供所述通孔与所述块状区域之间的电隔离。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.02 US 14/790,3781.一种在具有第一表面和第二表面的基板中形成的互连，所述互连包括：块状区域；从所述第一表面延伸到所述第二表面的通孔；延伸穿过所述第一表面进入所述基板并且限定围绕所述通孔的闭环的绝缘结构，其中所述绝缘结构包括由至少一个实心部分分隔的接缝部分；以及从所述绝缘结构朝着所述第二表面延伸的绝缘区域，所述绝缘区域将所述通孔与所述块状区域分隔，其中所述绝缘结构和所述绝缘区域共同提供所述通孔与所述块状区域之间的电隔离。2.如权利要求1所述的互连，其中所述接缝部分包括至少一个接缝和至少一个空洞。3.如权利要求1所述的互连，其中所述接缝部分由多个实心部分分隔。4.如权利要求1所述的互连，其中所述绝缘结构沿着所述第一表面的横截面是矩形。5.如权利要求1所述的互连，其中所述绝缘结构沿着所述第一表面的横截面是椭圆形。6.如权利要求1所述的互连，其中所述接缝部分具有第一端部和第二端部，并且其中所述第一端部和所述第二端部朝着所述通孔向内弯曲。7.如权利要求1所述的互连，其中所述绝缘区域包括气态材料。8.如权利要求1所述的互连，其中所述实心部分包括二氧化硅。9.如权利要求1所述的互连，其中所述绝缘区域包括邻接所述绝缘结构的上部以及邻接所述第二表面和所述上部的下部。10.如权利要求9所述的互连，其中所述下部包括实心材料。11.如权利要求10所述的互连，还包括焊盘区域，其中所述下部在所述块状区域之上延伸，并且其中所述焊盘区域布置在所述通孔区域和所述下部的一部分之上。12.如权利要求1所述的互连，其中所述通孔包括掺杂的硅。13.如权利要求11所述的互连，其中所述焊盘区域沿着所述第二表面的第一横截面积大于所述通孔沿着所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·G·亚当，C·W·布莱克墨，
申请(专利权)人：凯奥尼克公司，
类型：发明
国别省市：美国,US