半导体结构及其形成方法技术

本公开提供了一种半导体结构及其形成方法，半导体结构包括：衬底，衬底包括相对设置的第一侧和第二侧；介电层，设置在衬底的第一侧；第一硅穿孔结构，第一硅穿孔结构自介电层的顶面向衬底的第一侧延伸；第二硅穿孔结构，第二硅穿孔结构自衬底的第二侧向衬底的第一侧延伸，第二硅穿孔结构在衬底的第一侧处接触第一硅穿孔结构，第二硅穿孔结构具有预设的开口宽度。本公开实施例所提供的半导体结构及其形成方法中，第一硅穿孔结构和第二硅穿孔结构形成贯穿半导体结构中的两段式结构，减小了第一硅穿孔结构和第二硅穿孔结构的制程长度，减小了第一硅穿孔结构和第二硅穿孔结构的尺寸，以及提高了稳定性。提高了稳定性。提高了稳定性。

【技术实现步骤摘要】
半导体结构及其形成方法


[0001]本公开涉及半导体
，尤其涉及一种半导体结构及其形成方法。

技术介绍

[0002]在集成电路领域，根据摩尔定律，封装在集成电路中的半导体器件每增加一倍，集成电路的性能也会随之翻一番，为了提高集成电路的电性能，集成电路的集成度不断提高。
[0003]近年来，随着半导体领域的发展，摩尔定律在半导体领域的可应用空间走向极限，为延续摩尔定律的有效性，通过集成电路(integrated circuit，IC)封装技术提升集成电路性能成为半导体领域开发的重点之一。
[0004]集成电路(integrated circuit，IC)封装技术是通过硅穿孔(Through Silicon Via，TSV)实现多个晶圆堆栈互联的技术，通过在多个晶圆上分别形成出垂直互连的硅穿孔结构，并通过后续重布线(Redistribution Layer，简称RDL)来实现不同晶圆之间的电互连，硅穿孔结构的线宽和良品率直接影响封装结构的尺寸和电性能。

技术实现思路

[0005]以下是对本公开详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
[0006]本公开提供一种半导体结构及其形成方法。
[0007]本公开的第一方面提供一种半导体结构，所述半导体结构包括：
[0008]衬底，所述衬底包括相对设置的第一侧和第二侧；
[0009]介电层，设置在所述衬底的第一侧；
[0010]第一硅穿孔结构，所述第一硅穿孔结构自所述介电层的顶面向所述衬底的第一侧延伸；
[0011]第二硅穿孔结构，所述第二硅穿孔结构自所述衬底的第二侧向所述衬底的第一侧延伸，所述第二硅穿孔结构在所述衬底的第一侧处接触所述第一硅穿孔结构，所述第二硅穿孔结构具有预设的开口宽度。
[0012]根据本公开的一些实施例，所述介电层中设置有金属衬垫，所述第一硅穿孔结构和所述第二硅穿孔结构分别与所述金属衬垫接触。
[0013]根据本公开的一些实施例，所述第一硅穿孔结构在所述介电层的底面形成第一图形，所述第二硅穿孔结构在所述衬底的第一侧形成第二图形，所述第一图形在所述衬底上的投影与所述第二图形在所述衬底上的投影重合。
[0014]根据本公开的一些实施例，以所述第一硅穿孔结构的延伸方向为第一方向，所述第一方向为所述第一硅穿孔结构的轴向方向，沿着所述第一方向，所述第一硅穿孔结构的径向尺寸逐渐减小；
[0015]所述第二硅穿孔结构的延伸方向为与第一方向相反的第二方向，所述第二方向为所述第二硅穿孔结构的轴向方向，沿着所述第二方向，所述第二硅穿孔结构的径向尺寸逐
渐减小。
[0016]根据本公开的一些实施例，所述半导体结构还包括：
[0017]第三硅穿孔结构，所述第三硅穿孔结构自所述衬底的第二侧向所述衬底的第一侧延伸，所述第三硅穿孔结构连接所述金属衬垫。
[0018]根据本公开的一些实施例，所述第一硅穿孔结构在所述介电层的底面形成第一图形，所述第一图形在所述衬底上的投影范围落在所述金属衬垫在所述衬底上的投影范围中；
[0019]所述第二硅穿孔结构在所述衬底的第一侧形成第二图形，所述第三硅穿孔结构在所述衬底的第一侧形成第三图形，所述第二图形和所述第三图形在所述衬底上的投影范围均落在所述金属衬垫在所述衬底上的投影范围中。
[0020]根据本公开的一些实施例，所述预设的开口宽度为2～20um。
[0021]本公开的第二方面提供一种半导体结构的形成方法，所述形成方法包括：
[0022]提供衬底以及设置在所述衬底上的介电层，所述衬底包括第一侧和第二侧，所述介电层设置在所述衬底的第一侧；
[0023]形成第一硅穿孔结构，所述第一硅穿孔结构自所述介电层的顶面向所述衬底的第一侧延伸；
[0024]形成第二硅穿孔结构，所述第二硅穿孔结构自所述衬底的第二侧向所述衬底的第一侧延伸，所述第二硅穿孔结构在所述衬底的第一侧处接触所述第一硅穿孔结构，所述第二硅穿孔结构具有预设的开口宽度。
[0025]根据本公开的一些实施例，所述形成第一硅穿孔结构，包括：
[0026]形成第一开孔，所述第一开孔自所述介电层的顶面向所述衬底的第一侧延伸；
[0027]形成第一硅穿孔结构，所述第一硅穿孔结构覆盖所述第一开孔；
[0028]对所述半导体结构进行第一次退火。
[0029]根据本公开的一些实施例，所述形成第二硅穿孔结构，包括：
[0030]形成第二开孔，所述第二开孔自所述衬底的第二侧向所述衬底的第一侧延伸；
[0031]形成第二硅穿孔结构，所述第二硅穿孔结构覆盖所述第二开孔；
[0032]对所述半导体结构进行第二次退火。
[0033]根据本公开的一些实施例，所述半导体结构的形成方法，还包括：
[0034]回刻所述衬底的第二侧，根据待形成的所述第二硅穿孔结构的长度减薄所述衬底的厚度。
[0035]根据本公开的一些实施例，所述半导体结构的形成方法，还包括：
[0036]形成金属衬垫，所述金属衬垫设置在所述介电层中，所述金属衬垫的第一侧面覆盖所述第一硅穿孔结构的底面，所述金属衬垫的第二侧面覆盖所述第二硅穿孔结构的底面。
[0037]根据本公开的一些实施例，所述半导体结构的形成方法，还包括：
[0038]形成第三硅穿孔结构，所述第三硅穿孔结构自所述衬底的第二侧向所述衬底的第一侧延伸，所述金属衬垫的第二侧面覆盖所述第三硅穿孔结构的底面。
[0039]根据本公开的一些实施例，所述形成第三硅穿孔结构，包括：
[0040]形成第三开孔，所述第三开孔自所述衬底的第二侧向所述衬底的第一侧延伸，所
述第三开孔暴露所述金属衬垫的部分所述第二侧面；
[0041]形成第三硅穿孔结构，形成第三硅穿孔结构覆盖所述第三开孔以及所述金属衬垫暴露出的所述第二侧面。
[0042]根据本公开的一些实施例，所述形成第二硅穿孔结构和所述形成第三硅穿孔结构同时进行；
[0043]形成第二硅穿孔结构和所述第三硅穿孔结构之后，对所述半导体结构进行所述第二次退火。
[0044]本公开实施例所提供的半导体结构及其形成方法中，第一硅穿孔结构和第二硅穿孔结构形成贯穿半导体结构中的多段式结构，减小了第一硅穿孔结构和第二硅穿孔结构的制程长度，减小了第一硅穿孔结构和第二硅穿孔结构的尺寸，以及提高了硅穿孔结构的稳定性。
[0045]在阅读并理解了附图和详细描述后，可以明白其他方面。
附图说明
[0046]并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本公开的实施例，并且与描述一起用于解释本公开实施例的原理。在这些附图中，类似的附图标记用于表示类似的要素。下面描述中的附图是本公开的一些实施例，而不是全部实施例。对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。
[0047]图1是根据一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体结构，其特征在于，所述半导体结构包括：衬底，所述衬底包括相对设置的第一侧和第二侧；介电层，设置在所述衬底的第一侧；第一硅穿孔结构，所述第一硅穿孔结构自所述介电层的顶面向所述衬底的第一侧延伸；第二硅穿孔结构，所述第二硅穿孔结构自所述衬底的第二侧向所述衬底的第一侧延伸，所述第二硅穿孔结构在所述衬底的第一侧处接触所述第一硅穿孔结构，所述第二硅穿孔结构具有预设的开口宽度。2.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述介电层中设置有金属衬垫，所述第一硅穿孔结构和所述第二硅穿孔结构分别与所述金属衬垫接触。3.根据权利要求2所述的半导体结构，其特征在于，所述第一硅穿孔结构在所述介电层的底面形成第一图形，所述第二硅穿孔结构在所述衬底的第一侧形成第二图形，所述第一图形在所述衬底上的投影与所述第二图形在所述衬底上的投影重合。4.根据权利要求2所述的半导体结构，其特征在于，以所述第一硅穿孔结构的延伸方向为第一方向，所述第一方向为所述第一硅穿孔结构的轴向方向，沿着所述第一方向，所述第一硅穿孔结构的径向尺寸逐渐减小；所述第二硅穿孔结构的延伸方向为与第一方向相反的第二方向，所述第二方向为所述第二硅穿孔结构的轴向方向，沿着所述第二方向，所述第二硅穿孔结构的径向尺寸逐渐减小。5.根据权利要求4所述的半导体结构，其特征在于，所述半导体结构还包括：第三硅穿孔结构，所述第三硅穿孔结构自所述衬底的第二侧向所述衬底的第一侧延伸，所述第三硅穿孔结构连接所述金属衬垫。6.根据权利要求5所述的半导体结构，其特征在于，所述第一硅穿孔结构在所述介电层的底面形成第一图形，所述第一图形在所述衬底上的投影范围落在所述金属衬垫在所述衬底上的投影范围中；所述第二硅穿孔结构在所述衬底的第一侧形成第二图形，所述第三硅穿孔结构在所述衬底的第一侧形成第三图形，所述第二图形和所述第三图形在所述衬底上的投影范围均落在所述金属衬垫在所述衬底上的投影范围中。7.根据权利要求1～6任意一项所述的半导体结构，其特征在于，所述预设的开口宽度为2～20um。8.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，所述半导体结构的形成方法包括：提供衬底以及设置在所述衬底上的介电层，所述衬底包括第一侧和第二侧，所述介电层设置在所述衬底的第一侧；形成第一硅穿孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永会，
申请(专利权)人：长鑫存储技术有限公司，
类型：发明
国别省市：