半导体器件及制备方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种半导体器件及制备方法。其中，半导体器件包括：半导体衬底，所述半导体衬底具有第一表面，且设有第一空气间隙，所述第一空气间隙自所述第一表面沿垂直所述半导体衬底的方向远离所述第一表面延伸于所述半导体衬底内；介质层，所述介质层位于所述半导体衬底的第一表面上，且覆盖所述第一空气间隙、所述第二空气间隙上；硅通孔结构，所述沿垂直所述半导体衬底的方向远离所述第一表面延伸于所述半导体衬底内，所述硅通孔结构内包括有导电材料。本发明专利技术不仅可以降低硅通孔的热应力，同时能够较好兼容三维半导体集成工艺，提高了三维半导体的集成密度。提高了三维半导体的集成密度。提高了三维半导体的集成密度。

【技术实现步骤摘要】
半导体器件及制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种半导体器件及制备方法。

技术介绍

[0002]TSV(Through Silicon Via)是指在硅片上制造z方向的通孔，在通孔内部填充导电物质来实现不同芯片之间的互连。同以往的互连技术相比，硅通孔可以使封装在z方向拥有最多层数的堆叠，最小尺寸的外形，较短长度的互连引线，以及最高的封装效率，从而可以大大改善芯片上信号传递速率并且降低功耗。
[0003]由于硅通孔结构中各材料(Cu、Ta、SiO2、Si)的热膨胀系数(Coefficient of Thermal Expansion，CTE)相差很大，甚至相差数十倍。在硅通孔承受温度循环载荷时，由于铜的热膨胀系数远远大于硅，相比于硅，铜会发生很大的膨胀和收缩，从而导致通孔界面处出现较大的应力，而较大的应力会影响器件性能，导致器件某些部位开裂，例如TSV
‑
Cu与TSV壁面之间发生分离或开裂，造成Cu/Ta/SiO2/Si界面失效，致使TSV之间漏电发生，并且加剧了TSV中电迁移问题。
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件，其特征在于，包括：半导体衬底，所述半导体衬底具有第一表面，且设有第一空气间隙，所述第一空气间隙自所述第一表面沿垂直所述半导体衬底的方向远离所述第一表面延伸于所述半导体衬底内；介质层，所述介质层位于所述半导体衬底的第一表面上，且覆盖所述第一空气间隙上；硅通孔结构，所述沿垂直所述半导体衬底的方向远离所述第一表面延伸于所述半导体衬底内，所述硅通孔结构内包括有导电材料。2.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述第一空气间隙与所述硅通孔结构在沿垂直所述半导体衬底方向于所述半导体衬底内的延伸深度相匹配。3.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述半导体衬底还设有第二空气间隙，所述第二空气间隙自所述第一表面沿垂直所述半导体衬底的方向远离所述第一表面延伸于所述半导体衬底内。4.根据权利要求3所述的半导体器件，其特征在于，所述硅通孔结构设置在所述第一空气间隙与所述第二空气间隙之间。5.根据权利要求3所述的半导体器件，其特征在于，所述第二空气间隙与所述硅通孔结构在沿垂直所述半导体衬底方向于所述半导体衬底内的延伸深度相匹配。6.根据权利要求3所述的半导体器件，其特征在于，所述第一空气间隙与所述第二空气间隙在所述半导体衬底内连通。7.根据权利要求6所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李琳瑜，胡杏，曹瑞霞，
申请(专利权)人：湖北三维半导体集成创新中心有限责任公司，
类型：发明
国别省市：