带有一个或更多通孔的半导体结构制造技术

公开了带有一个或更多通孔的半导体结构。可以使用馈通金属化过程来对通孔进行密封。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种带有一个或更多通孔的半导体结构。
技术介绍
光电子装置或光电子混合集成电路所用的子配件可以包括一种形成为一盖的半导体结构。盖可以密封于一例如包括一光波导件或连接至一光波导件的基部上。盖可以为光学耦合至光波导件上的一个或更多的光电芯片或部件提供外罩。典型地，可能需要为安装于组件之中的芯片或部件提供电子或光学连接件。
技术实现思路
根据一个方面，公开了一种用于提供一种半导体结构的方法，这种半导体结构具有前、背表面以及大致一个或更多通孔。这种方法包括在与一个或更多通孔位置相对应的一个或更多背表面区域处从背表面蚀刻半导体结构，以及在与这一个或更多通孔位置相对应的一个或更多前表面区域处从前表面蚀刻半导体结构。前、背表面可以按照任一顺序进行蚀刻。在一些实施方式中，可能存在一个或更多的下述特征。半导体结构可以包括一朝向背表面的第一半导体层，一朝向所述前表面的第二半导体层以及一位于第一、第二半导体层之间的基本上抗蚀刻的层。于是，这种方法可以包括从背表面通过第一半导体层进行蚀刻，并且当抗蚀刻层的背部露出时则停止从背表面进行蚀刻，其中抗蚀刻层的背部与一个或更多的背表面区域相对应。这种方法还可以包括从前表面通过第二半导体层进行蚀刻，并且当抗蚀刻层的前部露出时则停止从前表面进行蚀刻，其中抗蚀刻层的前部与一个或更多的前表面区域相对应。与一个或更多通孔中的每一个的位置相对应的抗蚀刻层的至少部分可以在蚀刻之后除去以便形成一个或更多通孔。背蚀刻步骤与前蚀刻中的至少一个可以包括使用一种液态化学蚀刻过程、一种各向异性蚀刻过程或一种氢氧化钾的水溶液。优选地，通孔密封。例如，通孔可以使用馈通金属化过程进行密封。在一种特殊实施方式中，对通孔进行密封包括提供一粘附层、一镀基层、一馈通金属化层、一扩散阻层、一润湿层以及一抗氧化阻层。对背表面区域进行蚀刻可以包括露出抗蚀刻层的大部分背部，其面积大于抗蚀刻层的任何露出前部。抗蚀刻层可以包括一种选自例如氮化硅、氧氮化硅、二氧化硅的材料。抗蚀刻层可以包括一夹层，其包括至少二氧化硅、氮化硅以及氧氮化硅的交替层。半导体结构可以用作用于封装光电子部件的盖。在那种情况下，通孔可以用于形成穿过封盖而连向部件的连接。例如，这种连接可以是电连接、光学连接或需要与部件连通或者使部件能够工作的任何其它适用类型的连接。在另一个方面中，一半导体结构包括一前表面、一设置成基本与前表面相对的背表面以及至少一个馈通互连件，每个馈通互连件包括通孔连接件。每个通孔包括馈通金属化层以便在结构下部与结构上部之间提供导电通路。一些实施方式可以包括一个或更多的下述特征。对于每个馈通互连件，通孔的馈通金属化层可以在结构下部与结构上部内互相保持电连接。通孔可以进行密封，例如，通过馈通金属化层而进行密封。在一个相关方面中，一光电子组件结构可包括一带有一主表面的半导体基部以及一沿主表面一体形成的光波导件。一光电子芯片可与波导件保持光学耦合，一半导体盖可以密封于基部上并且形成一覆盖着芯片的外壳。盖包括一前表面、一设置成基本与前表面相对的背表面以及至少一个馈通互连件，每个馈通互连件包括通孔连接件。至少一个通孔可带有馈通金属化层以便提供穿过盖到达光电子芯片的电流通路。例如，光电子芯片可以包括激光器或其他装置。通孔连接件可为光电子芯片提供密封。各种实施方式可以包括一个或更多的下述优点。带有通孔的半导体结构的形成可得以简化。使用抗蚀刻层可以使得这种方法易于控制。因此，各通孔的截面尺寸可以很好地限定。这种技术便于形成穿过半导体结构的电或光学连通通路而同时保持结构密封。而且，这种技术可适于批量生产。在本文中，短语“一种基本上抗蚀刻的层”应当理解成一种至少基本上能抵抗在第一半导体层上进行的蚀刻过程与在第二半导体层上进行的蚀刻过程的材料层。因此，基本上抗蚀刻的层应当能够抵抗所述蚀刻过程，至少在第一与第二半导体层上执行蚀刻过程后，基本上抗蚀刻的层的至少部分材料可以保留。较高的结构总导电能力可以通过使用大量通孔而提供。其它特征和优点通过阅读以下详细描述、附图及权利要求将易于得到清楚了解。附图说明图1a-1s为一种半导体结构在根据本专利技术方法的多个实施例的各个步骤期间的剖面图，其中图1a-1j示出了蚀刻过程的各个步骤，而图1k-1s示出了金属化过程的各个步骤；图2示出了根据本专利技术的一种半导体结构的第一实施例的顶视图或前视图；图3示出了图2中的半导体结构的底视图或背视图；图4示出了根据本专利技术的一种半导体结构的第二实施例的顶视图或前视图；图5示出了图4中的半导体结构的侧剖视图；图6示出了图5中的半导体结构的底视图或背视图；以及图7示出了根据本专利技术的一种光电子组件结构的一个实施例。具体实施例方式根据本专利技术的一个实施例，制作了一种半导体结构，这种结构可具有一种半导体盖的形式并且可用作光电集成电路的子组件所用的盖，这时盖可以为光电子芯片或任选地联接于波导上的部件提供外罩。制作根据本专利技术的半导体结构或盖所用的典型衬底包括带有<100>或<110>表面定向的单晶硅晶片。以下将参看图1a-1s对一种与本专利技术相符合的半导体结构的制作方法进行详细地描述。图1a-1s中所示的结构具有半导体盖的形式。在此，在一具有一种位于绝缘体上的硅结构(SOI)的晶片上制作多个盖，参看图1a。晶片具有一<100>单晶硅前层11、一二氧化硅绝缘层12以及一<100>单晶硅背层13。晶片的直径为100mm±0.5mm，前层11的厚度为20μm±2μm，二氧化硅层12的厚度约为1μm，支承背硅层13的厚度为350μm±25μm。重要的是二氧化硅绝缘层12的厚度要足以抵抗双边通孔蚀刻操作。前层11与背层13的电阻率约为1-20Ωcm。上述SOI结构的晶片可以通过晶片供应者输送，例如德国的SICOWafer GmbH。SOI结构的晶片可通过利用一种热硅熔接结合过程将第一和第二硅衬底互相粘合起来而制成。然后，前硅衬底的厚度可以通过研磨过程以及随后的化学机械抛光CMP过程而减小至所需厚度。图1a-1j示出了根据本专利技术的蚀刻过程的各种步骤，其中图1a-1c示出了第一步骤，其中在硅前层11的前侧上限定了一个或更多通孔开口的一个或更多区域。第一步骤为硅的局部氧化(LOCOS)过程。这种过程包括一形成前、背第一二氧化硅层14a、14b的硅的热氧化过程，一形成第一氮化硅层15a、15b的低压化学气相沉积(LPCVD)过程，以及一对氮化硅表面的热氧化过程，后者形成转化氧化物16a、16b。前侧面上的转化氧化物16a的图案根据前层通孔开口的区域确定，而无图案的转化氧化物利用含有缓冲的氢氟酸(BHF)从前、背侧去除，参看图1b。剩下的转化氧化物17用作掩模，以便使用磷酸确定氮化硅层15a的图案。露出的第一二氧化硅层14a、14b和剩下的转化氧化物17随后在BHF中剥离，留下一个或更多的氮化硅层15a的区域，从而限定了通孔开口的区域，参看图1c。然后，如图1d中所示，热第二二氧化硅层18a、18b通过LOCOS过程产生，该过程还将氮化硅表面转化成转化氧化物19。氮化硅20的边缘被抬起，形成众所周知的鸟喙形部分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于提供带有一个或更多通孔的半导体结构的方法，这种半导体结构具有一前表面和一基本上与其相对的背表面，这种方法包括：在与一个或更多通孔位置相对应的一个或更多背表面区域处从背表面蚀刻半导体结构；以及在与这一个或更多通孔位置相 对应的一个或更多前表面区域处从前表面蚀刻半导体结构。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：M赫舍尔，
申请(专利权)人：许密特有限公司，
类型：发明
国别省市：DK[丹麦]