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WO2018185262A1 - Verfahren zur herstellung einer leitfähigen durchkontaktierung für ein substrat sowie leitfähige durchkontaktierung - Google Patents

Verfahren zur herstellung einer leitfähigen durchkontaktierung für ein substrat sowie leitfähige durchkontaktierung Download PDF

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WO2018185262A1
WO2018185262A1 PCT/EP2018/058818 EP2018058818W WO2018185262A1 WO 2018185262 A1 WO2018185262 A1 WO 2018185262A1 EP 2018058818 W EP2018058818 W EP 2018058818W WO 2018185262 A1 WO2018185262 A1 WO 2018185262A1
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WO
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trench
openings
dielectric layer
substrate
partially
Prior art date
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PCT/EP2018/058818
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English (en)
French (fr)
Inventor
Johannes Classen
Simon Genter
Christoph Schelling
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to US16/475,755 priority Critical patent/US10607888B2/en
Publication of WO2018185262A1 publication Critical patent/WO2018185262A1/de
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    • H01L24/10—Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L24/13—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector

Definitions

  • the present invention is based on a method for producing a conductive via for a substrate according to the preamble of claim 1.
  • the present invention is further based on a conductive
  • CSPs chip-scale packages
  • plated-through holes for example so-called “through silicon vias” (TSVs)
  • TSVs through silicon vias
  • plated-through holes are available in various embodiments, for example as etching trenches filled with metals or as free-standing silicon columns.
  • the use of a highly doped substrate is in many cases incompatible with the function of the devices and sensors disposed on the substrate or with the semiconductor process (for example, if the substrate is to have infrared transparency).
  • the object is achieved by a method for producing a conductive via for a substrate, wherein the
  • a metal component Through via a metal component, wherein on or in the vicinity of a surface of the substrate, a first conductive structure is arranged, wherein on or in the vicinity of another surface of the substrate, a second conductive structure is arranged, wherein in a first step, a lattice structure at least partially above the surface is arranged, wherein the lattice structure comprises a group of openings, wherein in a second step following the first step, an etching step is performed, wherein during the etching step at least one trench is formed both in the substrate and at least partially below the group of openings characterized in that in a fifth step following the second step, a metallization step is performed, wherein during the metallization step, the metal component is at least partially disposed in the trench, and wherein the metal component during the M Etallmaschines is formed such that the metal component a Part of a closure, wherein the closure closes the trench in the area of the surface.
  • a via for a substrate and the conductive via for a substrate according to the independent claims have the advantage over the prior art that a substrate (made of, for example, silicon or silicon) can be used which has low (or no) electrical conductivity having.
  • a substrate having a comparatively high conductivity for example, by a comparatively high doping
  • the via is produced with only one etching step. Furthermore, it is possible that the
  • Conductivity have a comparatively small cross-sectional area.
  • the plated-through hole can be made inexpensively and with high compatibility for a wide variety of sensors, semiconductor components, microelectromechanical systems, etc.
  • the closure of the trench includes planar / planar to the surrounding surface of the substrate, so that the substrate in the region and in the vicinity of the via has a planar surface.
  • the group of openings is at least partially free of the dielectric layer, according to one embodiment of the invention present invention, that in the metallization step the
  • Metal component is at least partially disposed within the trench.
  • the grid structure has a further group of openings, wherein the further group of openings has a similar opening width and
  • the trench and the further trench it is possible for the trench and the further trench to be produced during only one etching step, whereby the method according to an embodiment of the invention can be carried out inexpensively and simply.
  • the dielectric layer is at least partially disposed in the trench, wherein in particular the trench wall regions and bottom regions, wherein in particular in the third step, the dielectric layer is at least partially disposed on the wall regions, wherein in particular the dielectric layer at least partially
  • the dielectric layer it is advantageously possible for the dielectric layer to be formed as an electrical insulation layer within the trench, whereby the dielectric layer is used to electrically isolate the metal component from the rest of the substrate (in particular in that the dielectric layer is formed on the entire wall regions within the trench). It is possible in an advantageous manner that the
  • Metal component is formed in direct contact on the dielectric layer within the trench. Characterized in that in the fourth step during the further etching step, the dielectric layer is at least partially removed from the trench, wherein in particular in the fourth step during the further etching step, the
  • dielectric layer is at least partially removed from the bottom regions, it is advantageously according to an embodiment of the present invention Invention possible that the dielectric layer is at least partially removed from the bottom region of the trench.
  • the metal component is formed in direct contact with the second leiformen structure, so that the through-hole in
  • the dielectric layer is not removed from the wall regions of the trench and the metal component is arranged on the dielectric layer on the wall regions of the trench. Thereby, it is possible for the dielectric layer to electrically isolate the metal component from the remainder of the substrate.
  • the dielectric layer is at least partially disposed within the further trench.
  • the dielectric layer completely closes or covers the further group of openings during or after the third step.
  • Metal component in the fifth step can not penetrate into the other trench. This makes it possible that the further trench is formed as an electrically insulating and preferably closed cavity.
  • an etching stop layer is arranged at least partially on the surface of the substrate and / or at least partially on the dielectric layer, the etching stop layer having a group of etching openings, the group of etching openings is arranged at least partially above the second further group of openings, it is possible according to an embodiment of the present invention that, in particular in the event that in the third step, the group of openings was partially or completely covered by the dielectric layer, an etch stop layer having a Group of etching openings is arranged.
  • openings in particular the second further group of openings, can be produced in the lattice structure (and in the dielectric layer) above the trench.
  • the dielectric layer can be at least partially removed from the bottom regions of the trench in the fourth step and the metal component can be arranged at least partially in the trench in the fifth step.
  • the further trench is at least partially formed as an annular region at least around the trench, it is possible according to an embodiment of the present invention for the further trench to be the trench
  • the metal component is part of an electrical connection between the first conductive structure and the second conductive structure.
  • the dielectric layer is electrically insulating (and dielectric).
  • the dielectric layer is at least partially disposed on the surface.
  • the dielectric layer is at least partially disposed on the further wall regions and the further bottom regions.
  • the deposition of the dielectric layer takes place in the third step by means of a non-conforming deposition technique.
  • the metal component comprises in particular a tungsten component.
  • the metal component is formed during the metallization step such that the metal component is a part of a closure, wherein the closure closes the trench in the region of the surface.
  • the etching stop layer comprises silicon carbide, silicon carbon nitride or a silicon-rich nitride.
  • Figure 1 shows schematically a conductive via through a substrate according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 shows schematically an embodiment of the present invention after a second step.
  • FIG. 3 shows schematically an embodiment of the present invention after a third step.
  • FIG. 4 schematically shows an embodiment of the present invention after a fourth step.
  • Figure 5 shows schematically an embodiment of the present invention after a fifth step.
  • FIG. 6 schematically shows an embodiment of the present invention after a fifth step and after application of at least one part of a first conductive structure.
  • Figure 7 shows schematically a conductive via through a substrate according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 schematically shows a conductive via through a substrate according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 9 shows schematically a further embodiment of the present invention after a second step.
  • FIG. 10 shows schematically another embodiment of the invention
  • FIG. 11 shows schematically another embodiment of the invention
  • FIG. 12 schematically shows another embodiment of the invention
  • FIG. 1 schematically shows a conductive via through a substrate 1 according to an embodiment of the present invention.
  • a trench 7 is arranged in a substrate 1, so that the trench 7 extends from the surface 19 (or from the surroundings of the surface 19) to a further surface 20 (or to the surroundings of the further surface 20).
  • a first conductive structure 3 is formed on the surface 19 of the substrate 1 (or in the vicinity of the surface 19 of the substrate 1).
  • a second conductive structure 4 is formed on the further surface 20 of the substrate 1 (or in the vicinity of the further surface 20 of the substrate 1).
  • the ditch 7 has wall regions 14 and bottom regions 15, wherein the bottom regions 15 are arranged in particular in the vicinity of the further surface 20 and the wall regions 14 represent the boundary of the trench to the surrounding substrate 1.
  • a (in particular electrically insulating) dielectric layer 8 is arranged on the wall regions 14. At least parts of the
  • bottom regions 15 are free of the dielectric layer 8.
  • a metal component 2 is arranged (or at least partially arranged).
  • the metal component electrically connects the first conductive structure 3 and the second conductive structure 4 to one another.
  • a grid structure 5 is arranged, wherein on the grid structure 5, in particular at least partially, the dielectric layer 8 is formed. It is preferred that the dielectric layer 8 and the grid structure 5 comprise identical material components.
  • openings in particular a group of openings 6 and / or a second further group of openings 11) are present above the trench 7.
  • Openings are filled at least with the metal component 2, so that the trench 7 in the region of the surface 19 at least by an interaction of the metal component 2, the grid structure 5 and potentially the dielectric layer 8 is closed or covered. In the interior of the trench 7 there is a sealed cavity.
  • FIG. 2 schematically shows an embodiment of the present invention after a second step.
  • a trench 7 is arranged in a substrate 1 in a second step, so that the trench 7 moves away from the surface 19 (or from the surroundings of the surface 19) extends to a further surface 20 (or to the surroundings of the further surface 20).
  • the further surface 20 of the substrate 1 or in the vicinity of the further surface 20 of the
  • a second conductive structure 4 is formed.
  • the trench 7 has wall regions 14 and bottom regions 15, wherein the bottom regions 15 are arranged in particular in the vicinity of the further surface 20 and the wall regions 14 represent the boundary of the trench to the surrounding substrate 1.
  • a grid structure 5 is arranged above the trench 7 (in the vicinity of the top 19).
  • a group of openings 6 is present in the grid structure 5, a group of openings 6 is present. The group of openings 6 is at least partially above the
  • FIG. 3 schematically shows an embodiment of the present invention after a third step.
  • a dielectric layer 8 is at least partially arranged on the grid structure 5.
  • the dielectric layer 8 is also disposed on the wall portion 14 and the bottom portions 15.
  • the complete interface or the
  • the dielectric layer 8 has electrically insulating properties.
  • FIG. 4 schematically shows an embodiment of the present invention after a fourth step.
  • a further etching step is carried out.
  • a further etching step is carried out.
  • a second further group of openings 11 is created above the trench 7 in the lattice structure 5 and potentially the dielectric layer 8.
  • the dielectric layer 8 is at least partially removed from the bottom regions 15, but not from the wall regions 14. This is possible, in particular, by using a directional etching process in the further etching step, wherein the directional etching process has no or only one has low isotropic etch rate.
  • FIG. 5 schematically shows an embodiment of the present invention after a fifth step.
  • a metal component 2 in the trench 7 at least partially in the region of the wall regions 14 on the dielectric layer 8 and at least partially disposed on the bottom regions 15.
  • the second further group of openings 11 are at least so filled with the metal component 2 in the fifth step, that the trench 7 in the region of the surface 19 at least by an interaction the metal component 2, the lattice structure 5 and potentially the dielectric layer 8 is closed or covered. In the interior of the trench 7, this creates a sealed / closed cavity.
  • FIG. 6 schematically shows an embodiment of the present invention after a fifth step and after an application of at least one part of a first conductive structure 3. It is thereby possible that the first conductive structure 3 is arranged after the fifth step.
  • Metal component thereby electrically connects the first conductive structure 3 and the second conductive structure 4.
  • an electrical contact to the first (electrically) conductive structure 3 can be produced by a soldering technique or bonding technique.
  • FIG. 7 schematically shows a conductive via through a substrate according to another embodiment of the present invention.
  • a plurality of trenches 7 are arranged in a substrate 1, so that the trenches 7 extend from the surface 19 (or from the surroundings of the surface 19) to a further surface 20 (or to the surroundings of the further surface 20).
  • a first conductive structure 3 is formed on the surface 19 of the substrate 1 (or in the vicinity of the surface 19 of the substrate 1).
  • a second conductive structure 4 is formed on the further surface 20 of the substrate 1 (or in the vicinity of the further surface 20 of the substrate 1).
  • the trenches 7 have wall portions 14 and
  • a metal component 2 is arranged (or at least partially arranged). The Metal component thereby electrically connects the first conductive structure 3 and the second conductive structure 4.
  • a grid structure 5 is arranged in a layer, wherein the dielectric layer 8 is formed on the grid structure 5, in particular at least partially. It is preferred that the dielectric layer 8 and the grid structure 5 comprise identical material components. In the dielectric layer 8 and the grid structure 5 are above the trenches
  • openings in particular a group of openings 6 and / or a second further group of openings 11 present.
  • the openings ie
  • the group of openings 6 and / or the second further group of openings 11) are filled at least with the metal component 2, so that the trenches 7 in the region of the surface 19 at least by an interaction of the metal component 2, the lattice structure 5 and potentially the dielectric layer 8 are closed or covered. In the interior of the trenches 7 there is thus a sealed cavity. Above the dielectric layer
  • an etching stop layer 12 having a group of etching openings 13 is arranged.
  • the group of etching openings 13 is at least partially above that of the group of openings 6 and / or the second further group of openings 11.
  • Etching openings 13 are preferably filled with the metal component 2.
  • a further trench 10 is annular.
  • the further trench 10 extends from the surface of the substrate 1 to the further surface 20 of the substrate 1, in particular such that the further trench 10 over the entire thickness of the substrate 1 (or approximately over the entire thickness of the substrate 1) is.
  • the further trench 10 has further wall regions 16 and further bottom regions 17.
  • the further trench 10 is covered by an additional dielectric layer (which is in particular electrically insulating).
  • the further trench 10 is covered or closed by the lattice structure 5 and / or the dielectric layer 8. As a result, a cavity is formed within the further trench 10.
  • the further trench 10 thus isolates the part of the substrate 1, which he encloses encloses (including trenches 7), electrically from the remaining part of the substrate. 1
  • FIG. 8 schematically shows a conductive via through a substrate according to a further embodiment of the present invention
  • a further trench 10 is annular.
  • the further trench 10 extends from the surface 19 of the substrate 1 to the further surface 20 of the substrate 1, in particular such that the further trench 10 over the entire thickness of the substrate 1 (or approximately over the entire thickness of the substrate 1). is trained.
  • the further trench 10 thus electrically isolates the part of the substrate 1 which it encloses (including the trenches 7) from the remaining part of the substrate.
  • a first conductive structure 3 can be seen in the region of the surface 19 of the substrate 1.
  • FIG. 9 schematically shows a further embodiment of the present invention after a second step.
  • a lattice structure 5 has been produced in a layer located on the surface 19 in a first step
  • trenches 7 are arranged or generated in a substrate 1, so that the trenches 7 extend from the surface 19 (or from the environment the surface 19) extend to a further surface 20 (or to the surroundings of the further surface 20).
  • a second conductive structure 4 is formed on the further surface 20 of the substrate 1 (or in the vicinity of the further surface 20 of the substrate 1).
  • the trenches 7 have wall regions 14 and bottom regions 15, wherein the bottom regions 15 are arranged in particular in the vicinity of the further surface 20 and the wall regions 14 represent the boundary of the trench to the surrounding substrate 1.
  • a grid structure 5 is arranged above the trenches 7 (in the vicinity of the upper side 19).
  • a group of openings 6 is present in the grid structure 5.
  • the group of openings 6 is arranged at least partially above the trenches 7.
  • a further trench 10 is formed around the trenches 7, a further trench 10 is formed.
  • the further trench 10 extends from the surface of the substrate 1 to the further surface 20 of the substrate 1, in particular such that the further trench 10 over the entire thickness of the substrate 1 (or approximately over the entire thickness of the substrate 1) is.
  • the further trench 10 thus insulates the part of the substrate 1 which it encloses (including the trenches
  • the further trench 10 has further wall regions 16 and further bottom regions 17.
  • the further trench 10 is covered by an additional dielectric layer (which is in particular electrically insulating). In the area of the surface is above the other
  • Trench 10 a grid structure 5 is arranged. At least partially above the trench 10, the grid structure 5 has a further group of openings 9. With the aid of the further group of openings 9, the further trench 10 is etched into the substrate 1 in the second step.
  • FIG. 10 schematically shows a further embodiment of the present invention after a third step.
  • a dielectric layer 8 is at least partially arranged on the grid structure 5.
  • the dielectric layer 8 covers both the group of
  • the dielectric layer 8 has electrically insulating properties.
  • FIG. 11 schematically shows a further embodiment of the present invention after a fourth step.
  • a fourth step a fifth step.
  • Etch stop layer 12 deposited and carried out a further etching step. For example, with the aid of a mask and / or an etch stop layer 12, a second further group of openings 11 is created above the trenches 7 in the lattice structure 5 and potentially the dielectric layer 8.
  • FIG. 12 schematically shows a further embodiment of the present invention after a fifth step.
  • a fifth step a sixth step.
  • the metal component 2 is not arranged in the interior of the further trench 10.

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Abstract

Vorgeschlagen wird ein Verfahren zur Herstellung einer leitfähigen Durchkontaktierung für ein Substrat (1), wobei die Durchkontaktierung eine Metallkomponente (2) aufweist, wobei auf oder in der Umgebung einer Oberfläche (19) des Substrats (1) eine erste leitfähige Struktur (3) angeordnet ist, wobei auf oder in der Umgebung einer weiteren Oberfläche (20) des Substrats (1) eine zweite leitfähige Struktur (4) angeordnet ist, wobei in einem ersten Schritt eine Gitterstruktur (5) zumindest teilweise oberhalb der Oberfläche (19) angeordnet wird, wobei die Gitterstruktur (5) eine Gruppe von Öffnungen (6) aufweist, wobei in einem auf den ersten Schritt folgenden zweiten Schritt ein Ätzschritt durchgeführt wird, wobei während des Ätzschritts mindestens ein Graben (7) sowohl im Substrat (1) als auch zumindest teilweise unterhalb der Gruppe von Öffnungen (6) erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einem dem zweiten Schritt nachfolgenden fünften Schritt ein Metallisierungsschritt durchgeführt wird, wobei während des Metallisierungsschritts die Metallkomponente (2) zumindest teilweise im Graben (7) angeordnet wird und wobei die Metallkomponente (2) während des Metallisierungsschritts derart ausgebildet wird, dass die Metallkomponente (2) ein Teil eines Verschlusses ist, wobei der Verschluss den Graben (7) im Bereich der Oberfläche (19) verschließt.

Description

Beschreibung Titel
Verfahren zur Herstellung einer leitfähigen Durchkontaktierung für ein Substrat sowie leitfähige Durchkontaktierung
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Herstellung einer leitfähigen Durchkontaktierung für ein Substrat gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die vorliegende Erfindung geht ferner aus von einer leitfähigen
Durchkontaktierung für ein Substrat.
Hochintegrierte Halbleiterbauelemente und Sensorcluster werden häufig in sogenannten„chip-scale packages" (CSPs) auf kleinen Bauvolumen zusammengefasst. Hierzu werden mehrere Chips bzw. Substrate mit
Bauelementen (beispielsweise Sensoren) aufeinander gestapelt. Die
Kontaktierung der einzelnen Bauelemente erfolgt in vielen Fällen unter
Zuhilfenahme von Durchkontaktierungen, beispielsweise sogenannten„through Silicon vias" (TSVs). Durchkontaktierungen gibt es dabei in verschiedenen Ausführungsformen, beispielsweise als mit Metallen verfüllte Ätzgräben oder als freistehende Siliziumsäulen.
Nachteilig bei mit Metallen verfüllten Ätzgräben ist beispielsweise, dass hohe Parasitärkapazitäten auftreten und große mechanische Verspannungen („mechanischer Stress") auftreten. Nachteilig im Falle von freistehenden Siliziumsäulen ist beispielsweise, dass hoch dotiertes Siliziumsubstrat verwendet werden muss und/oder dass die Siliziumsäule mit einer vergleichsweise großen Querschnittsfläche ausgeführt werden muss, damit die Durchkontaktierung eine ausreichende Leitfähigkeit aufweist. Außerdem ist die Verwendung eines hoch dotierten Substrats in vielen Fällen nicht kompatibel mit der Funktion der Bauelemente und Sensoren, die auf dem Substrat angeordnet sind, oder mit dem Halbleiterprozess (beispielsweise, falls das Substrat Infrarottransparenz aufweisen soll).
Offenbarung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Durchkontaktierung für ein Substrat bereitzustellen, die eine vergleichsweise hohe Leitfähigkeit und eine hohe Robustheit gegenüber äußeren Einflüssen aufweist sowie möglichst flexibel für verschiedene Bauteile verwendet werden kann.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer leitfähigen Durchkontaktierung für ein Substrat, wobei die
Durchkontaktierung eine Metallkomponente aufweist, wobei auf oder in der Umgebung einer Oberfläche des Substrats eine erste leitfähige Struktur angeordnet ist, wobei auf oder in der Umgebung einer weiteren Oberfläche des Substrats eine zweite leitfähige Struktur angeordnet ist, wobei in einem ersten Schritt eine Gitterstruktur zumindest teilweise oberhalb der Oberfläche angeordnet wird, wobei die Gitterstruktur eine Gruppe von Öffnungen aufweist, wobei in einem auf den ersten Schritt folgenden zweiten Schritt ein Ätzschritt durchgeführt wird, wobei während des Ätzschritts mindestens ein Graben sowohl im Substrat als auch zumindest teilweise unterhalb der Gruppe von Öffnungen erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einem dem zweiten Schritt nachfolgenden fünften Schritt ein Metallisierungsschritt durchgeführt wird, wobei während des Metallisierungsschritts die Metallkomponente zumindest teilweise im Graben angeordnet wird und wobei die Metallkomponente während des Metallisierungsschritts derart ausgebildet wird, dass die Metallkomponente ein Teil eines Verschlusses ist, wobei der Verschluss den Graben im Bereich der Oberfläche verschließt.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer leitfähigen
Durchkontaktierung für ein Substrat und die leitfähige Durchkontaktierung für ein Substrat gemäß den nebengeordneten Ansprüchen haben gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass ein Substrat (das beispielsweise aus Silizium besteht oder Silizium umfasst) verwendet werden kann, welches eine geringe (oder keine) elektrische Leitfähigkeit aufweist. Es ist erfindungsgemäß allerdings ebenso möglich, dass ein Substrat mit einer vergleichsweise hohen Leitfähigkeit (beispielsweise durch eine vergleichsweise hohe Dotierung) verwendet wird. Des Weiteren ist es in vorteilhafter Weise möglich, dass die Durchkontaktierung mit nur einem Ätzschritt hergestellt wird. Ferner ist es möglich, dass die
erfindungsgemäßen Durchkontaktierungen eine vergleichsweise hohe
Leitfähigkeit bei vergleichsweise geringer Querschnittsfläche aufweisen.
Erfindungsgemäß ist es möglich, dass die Durchkontaktierung preiswert und mit hoher Kompatibilität für verschiedenste Sensoren, Halbleiterbauelemente, mikroelektromechanische Systeme etc. ausgeführt werden kann.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die
Zeichnungen zu entnehmen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schließt der Verschluss des Grabens planar/eben an die umliegende Oberfläche des Substrats an, so dass das Substrat im Bereich und in der Umgebung der Durchkontaktierung eine planare Oberfläche aufweist. Dadurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, das Substrat, das die Durchkontaktierung aufweist, in einem Stapel von Substraten (beispielsweise ein Sensorcluster) anzuordnen.
Dadurch, dass während und nach der Anordnung der dielektrischen Schicht während des dritten Schritts die Gruppe von Öffnungen zumindest teilweise frei von der dielektrischen Schicht ist, ist es gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung möglich, dass beim Metallisierungsschritt die
Metallkomponente zumindest teilweise innerhalb des Grabens angeordnet wird.
Dadurch, dass die Gitterstruktur eine weitere Gruppe von Öffnungen aufweist, wobei die weitere Gruppe von Öffnungen eine ähnliche Öffnungsbreite und
Öffnungslänge wie die Gruppe von Öffnungen oder eine kleinere Öffnungsbreite und Öffnungslänge als die Gruppe von Öffnungen aufweist, wobei während des Ätzschritts während des zweiten Schritts mindestens ein weiterer Graben im Substrat und zumindest teilweise unter der weiteren Gruppe von Öffnungen erzeugt wird, ist es gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung möglich, dass der Graben und der weitere Graben während nur eines Ätzschritts erzeugt werden, wodurch das Verfahren gemäß einer Ausführungsform der Erfindung preiswert und einfach ausführbar ist.
Dadurch, dass im dritten Schritt die dielektrische Schicht zumindest teilweise in dem Graben angeordnet wird, wobei insbesondere der Graben Wandbereiche und Bodenbereiche aufweist, wobei insbesondere im dritten Schritt die dielektrische Schicht zumindest teilweise auf den Wandbereichen angeordnet wird, wobei insbesondere die dielektrische Schicht zumindest teilweise auf den Bodenbereichen angeordnet wird, ist es in vorteilhafter Weise gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung möglich, dass die dielektrische Schicht innerhalb des Grabens als elektrische Isolationsschicht ausgebildet ist, wobei mithilfe der dielektrischen Schicht dadurch die Metallkomponente vom restlichen Substrat elektrisch isoliert wird (insbesondere dadurch, dass die dielektrische Schicht auf den gesamten Wandbereichen innerhalb des Grabens ausgebildet ist). Es ist dabei in vorteilhafter Weise möglich, dass die
Metallkomponente in direktem Kontakt auf der dielektrischen Schicht innerhalb des Grabens ausgebildet wird. Dadurch, dass im vierten Schritt während des weiteren Ätzschritts die dielektrische Schicht zumindest teilweise aus dem Graben entfernt wird, wobei insbesondere im vierten Schritt während des weiteren Ätzschritts die
dielektrische Schicht zumindest teilweise aus den Bodenbereichen entfernt wird, ist es in vorteilhafter Weise gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung möglich, dass die dielektrische Schicht zumindest teilweise vom Bodenbereich des Grabens entfernt wird. Dadurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, dass die Metallkomponente in direktem Kontakt zu der zweiten leifähigen Struktur ausgebildet wird, sodass die Durchkontaktierung in
vorteilhafter Weise einen niedrigen elektrischen Widerstand aufweist.
Insbesondere ist es dadurch möglich, dass die dielektrische Schicht nicht von den Wandbereichen des Grabens entfernt wird und die Metallkomponente auf der dielektrischen Schicht auf den Wandbereichen des Grabens angeordnet wird. Dadurch ist es möglich, dass die dielektrische Schicht die Metallkomponente elektrisch vom restlichen Substrat isoliert.
Dadurch, dass der weitere Graben weitere Wandbereiche und weitere
Bodenbereiche aufweist, wobei im fünften Schritt die weiteren Wandbereiche und die weiteren Bodenbereiche, sowie insbesondere die dielektrische Schicht im Bereich der weiteren Wandbereiche und insbesondere im Bereich der weiteren Bodenbereiche, frei von der Metallkomponente bleiben, ist es gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung möglich, dass die dielektrische Schicht zumindest teilweise innerhalb des weiteren Grabens angeordnet wird. Bevorzugt ist es dabei möglich, dass die dielektrische Schicht die weitere Gruppe von Öffnungen während bzw. nach dem dritten Schritt vollständig verschließt bzw. bedeckt. Dadurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, dass die
Metallkomponente im fünften Schritt nicht in den weiteren Graben eindringen kann. Dadurch ist es möglich, dass der weitere Graben als elektrisch isolierender und vorzugsweise verschlossener Hohlraum ausgebildet ist.
Dadurch, dass während des vierten Schritts und vor dem weiteren Ätzschritt des vierten Schritts eine Ätzstoppschicht zumindest teilweise auf der Oberfläche des Substrats und/oder zumindest teilweise auf der dielektrischen Schicht angeordnet wird, wobei die Ätzstoppschicht eine Gruppe von Ätzöffnungen aufweist, wobei die Gruppe von Ätzöffnungen zumindest teilweise oberhalb der zweiten weiteren Gruppe von Öffnungen angeordnet ist, ist es gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung möglich, dass, insbesondere für den Fall, dass im dritten Schritt die Gruppe von Öffnungen durch die dielektrische Schicht teilweise oder vollständig abgedeckt bzw. verschlossen wurde, eine Ätzstoppschicht mit einer Gruppe von Ätzöffnungen angeordnet wird. Dadurch können im vierten Schritt (unterhalb der Gruppe von Ätzöffnungen) Öffnungen, insbesondere die zweite weitere Gruppe von Öffnungen, in der Gitterstruktur (und in der dielektrischen Schicht) oberhalb des Grabens erzeugt werden. Dadurch kann in vorteilhafter Weise die dielektrische Schicht im vierten Schritt zumindest teilweise von den Bodenbereichen des Grabens entfernt werden und die Metallkomponente im fünften Schritt zumindest teilweise im Graben angeordnet werden.
Dadurch, dass der weitere Graben zumindest teilweise als Ringbereich mindestens um den Graben ausgebildet ist, ist es gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung möglich, dass der weitere Graben die
Durchkontaktierung vom restlichen Substrat elektrisch isoliert.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die Metallkomponente Teil einer elektrischen Verbindung zwischen der ersten leitfähigen Struktur und der zweiten leitfähigen Struktur ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die dielektrische Schicht elektrisch isolierend (und dielektrisch) ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass im dritten Schritt die dielektrische Schicht zumindest teilweise auf der Oberfläche angeordnet wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass im dritten Schritt die dielektrische Schicht zumindest teilweise auf den weiteren Wandbereichen und den weiteren Bodenbereichen angeordnet wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die Aufbringung der dielektrische Schicht im dritten Schritt mithilfe einer nicht-konformen Abscheidungstechnik stattfindet. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass der Metallisierungsschritt im fünften Schritt mithilfe einer konformen Abscheidungstechnik, insbesondere einer chemischen
Gasphasenabscheidung, stattfindet, wobei die Metallkomponente insbesondere eine Wolframkomponente umfasst.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die Metallkomponente während des Metallisierungsschritts derart ausgebildet wird, dass die Metallkomponente ein Teil eines Verschlusses ist, wobei der Verschluss den Graben im Bereich der Oberfläche verschließt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die Ätzstoppschicht Siliziumcarbid, Siliziumkohlenstoffnitrid oder ein siliziumreiches Nitrid umfasst.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Figur 1 zeigt schematisch eine leitfähige Durchkontaktierung durch ein Substrat gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Figur 2 zeigt schematisch eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nach einem zweiten Schritt.
Figur 3 zeigt schematisch eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nach einem dritten Schritt.
Figur 4 zeigt schematisch eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nach einem vierten Schritt. Figur 5 zeigt schematisch eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nach einem fünften Schritt. Figur 6 zeigt schematisch eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nach einem fünften Schritt und nach einer Aufbringung zumindest eines Teils einer ersten leitfähigen Struktur.
Figur 7 zeigt schematisch eine leitfähige Durchkontaktierung durch ein Substrat gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Figur 8 zeigt schematisch eine leitfähige Durchkontaktierung durch ein Substrat gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Figur 9 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nach einem zweiten Schritt.
Figur 10 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung nach einem dritten Schritt.
Figur 11 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung nach einem vierten Schritt.
Figur 12 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung nach einem fünften Schritt.
Ausführungsformen der Erfindung
In Figur 1 ist schematisch eine leitfähige Durchkontaktierung durch ein Substrat 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Dabei ist ein Graben 7 in einem Substrat 1 angeordnet, sodass der Graben 7 sich von der Oberfläche 19 (bzw. aus der Umgebung der Oberfläche 19) zu einer weiteren Oberfläche 20 (bzw. zu der Umgebung der weiteren Oberfläche 20) erstreckt. Auf der Oberfläche 19 des Substrats 1 (bzw. in der Umgebung der Oberfläche 19 des Substrats 1) ist eine erste leitfähige Struktur 3 ausgebildet. Auf der weiteren Oberfläche 20 des Substrats 1 (bzw. in der Umgebung der weiteren Oberfläche 20 des Substrats 1) ist eine zweite leitfähige Struktur 4 ausgebildet. Der Graben 7 weist Wandbereiche 14 und Bodenbereiche 15 auf, wobei die Bodenbereiche 15 insbesondere in der Umgebung der weiteren Oberfläche 20 angeordnet sind und die Wandbereiche 14 die Grenze des Grabens zum umliegenden Substrat 1 darstellen. Auf den Wandbereichen 14 ist eine (insbesondere elektrisch isolierende) dielektrische Schicht 8 angeordnet. Zumindest Teile der
Bodenbereiche 15 sind hingegen frei von der dielektrischen Schicht 8. Im Graben 7, im Bereich der Wandbereiche 14 auf der dielektrischen Schicht 8 und auf den Bodenbereichen 15, ist eine Metallkomponente 2 angeordnet (bzw. zumindest teilweise angeordnet). Die Metallkomponente verbindet dabei die erste leitfähige Struktur 3 und die zweite leitfähige Struktur 4 elektrisch miteinander. Oberhalb des Grabens 7 (in der Umgebung der Oberseite 19) ist eine Gitterstruktur 5 angeordnet, wobei auf der Gitterstruktur 5 insbesondere zumindest teilweise die dielektrische Schicht 8 ausgebildet ist. Es ist dabei bevorzugt, dass die dielektrische Schicht 8 und die Gitterstruktur 5 identische Materialkomponenten umfassen. In der dielektrischen Schicht 8 und der Gitterstruktur 5 sind dabei oberhalb des Grabens 7 Öffnungen (insbesondere eine Gruppe von Öffnungen 6 und/oder eine zweite weitere Gruppe von Öffnungen 11) vorhanden. Die
Öffnungen (also insbesondere die Gruppe von Öffnungen 6 und/oder die zweite weitere Gruppe von Öffnungen 11) sind zumindest mit der Metallkomponente 2 aufgefüllt, sodass der Graben 7 im Bereich der Oberfläche 19 zumindest durch ein Zusammenspiel der Metallkomponente 2, der Gitterstruktur 5 und potentiell der dielektrischen Schicht 8 verschlossen bzw. abgedeckt ist. Im Inneren des Grabens 7 besteht dadurch ein abgeriegelter Hohlraum.
In Figur 2 ist schematisch eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nach einem zweiten Schritt gezeigt. Nachdem in einem ersten Schritt eine Gitterstruktur 5 in einer auf der Oberfläche 19 befindlichen Schicht erzeugt wurde, wird in einem zweiten Schritt ein Graben 7 in einem Substrat 1 angeordnet, sodass der Graben 7 sich von der Oberfläche 19 (bzw. aus der Umgebung der Oberfläche 19) zu einer weiteren Oberfläche 20 (bzw. zu der Umgebung der weiteren Oberfläche 20) erstreckt. Auf der weiteren Oberfläche 20 des Substrats 1 (bzw. in der Umgebung der weiteren Oberfläche 20 des
Substrats 1) ist eine zweite leitfähige Struktur 4 ausgebildet. Der Graben 7 weist Wandbereiche 14 und Bodenbereiche 15 auf, wobei die Bodenbereiche 15 insbesondere in der Umgebung der weiteren Oberfläche 20 angeordnet sind und die Wandbereiche 14 die Grenze des Grabens zum umliegenden Substrat 1 darstellen. Oberhalb des Grabens 7 (in der Umgebung der Oberseite 19) ist eine Gitterstruktur 5 angeordnet. In der Gitterstruktur 5 ist eine Gruppe von Öffnungen 6 vorhanden. Die Gruppe von Öffnungen 6 ist zumindest teilweise oberhalb des
Grabens 7 angeordnet.
In Figur 3 ist schematisch eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nach einem dritten Schritt gezeigt. Im dritten Schritt, nach dem zweiten Schritt, wird eine dielektrische Schicht 8 zumindest teilweise auf der Gitterstruktur 5 angeordnet. Zusätzlich ist in der in Figur 3 gezeigten Ausführungsform die dielektrische Schicht 8 auch auf den Wandbereich 14 und den Bodenbereichen 15 angeordnet. Bevorzugt ist also die komplette Grenzfläche (bzw. die
Wandbereiche 14) zwischen dem Substrat 1 und dem Graben 7 mit der dielektrischen Schicht 8 bedeckt. Zusätzlich ist in der dargestellten
Ausführungsform die Gruppe von Öffnungen 6 durch die dielektrische Schicht 8 bedeckt, sodass die Gitterstruktur 5 und die dielektrische Schicht 8 den Graben im Bereich der Oberseite 19 komplett bedecken. Die dielektrische Schicht 8 weist elektrisch isolierende Eigenschaften auf.
In Figur 4 ist schematisch eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nach einem vierten Schritt gezeigt. Im vierten Schritt wird ein weiterer Ätzschritt durchgeführt. Beispielsweise unter Zuhilfenahme einer Maske und/oder einer Ätzstoppschicht 12 mit einer Gruppe von Ätzöffnungen 13 wird dabei eine zweite weitere Gruppe von Öffnungen 11 oberhalb des Grabens 7 in der Gitterstruktur 5 und potentiell der dielektrischen Schicht 8 erzeugt. Des Weiteren wird die dielektrische Schicht 8 während des weiteren Ätzschritts zumindest teilweise von den Bodenbereichen 15 entfernt, nicht jedoch von den Wandbereichen 14. Dies ist insbesondere dadurch möglich, dass im weiteren Ätzschritt ein gerichtetes Ätzverfahren verwendet wird, wobei das gerichtete Ätzverfahren keine oder nur eine geringe isotrope Ätzrate aufweist.
In Figur 5 ist schematisch eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nach einem fünften Schritt gezeigt. Im fünften Schritt wird eine Metallkomponente 2 im Graben 7, zumindest teilweise im Bereich der Wandbereiche 14 auf der dielektrischen Schicht 8 und zumindest teilweise auf den Bodenbereichen 15 angeordnet. Die zweite weitere Gruppe von Öffnungen 11 (und, falls nach dem dritten Schritt noch vorhanden, auch die Gruppe von Öffnungen 6) werden im fünften Schritt zumindest derart mit der Metallkomponente 2 aufgefüllt, dass der Graben 7 im Bereich der Oberfläche 19 zumindest durch ein Zusammenspiel der Metallkomponente 2, der Gitterstruktur 5 und potentiell der dielektrischen Schicht 8 verschlossen bzw. abgedeckt ist. Im Inneren des Grabens 7 entsteht dadurch ein abgeriegelter/verschlossener Hohlraum.
In Figur 6 ist schematisch eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nach einem fünften Schritt und nach einer Aufbringung zumindest eines Teils einer ersten leitfähigen Struktur 3 gezeigt. Es ist dadurch möglich, dass die erste leitfähige Struktur 3 nach dem fünften Schritt angeordnet wird. Die
Metallkomponente verbindet dabei die erste leitfähige Struktur 3 und die zweite leitfähige Struktur 4 elektrisch miteinander. Im Folgenden kann beispielsweise noch durch eine Löttechnik bzw. Bondtechnik ein elektrischer Kontakt zu der ersten (elektrisch) leitfähigen Struktur 3 hergestellt werden.
In Figur 7 ist schematisch eine leitfähige Durchkontaktierung durch ein Substrat gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Dabei sind mehrere Gräben 7 in einem Substrat 1 angeordnet, sodass die Gräben 7 sich von der Oberfläche 19 (bzw. aus der Umgebung der Oberfläche 19) zu einer weiteren Oberfläche 20 (bzw. zu der Umgebung der weiteren Oberfläche 20) erstrecken. Auf der Oberfläche 19 des Substrats 1 (bzw. in der Umgebung der Oberfläche 19 des Substrats 1) ist eine erste leitfähige Struktur 3 ausgebildet. Auf der weiteren Oberfläche 20 des Substrats 1 (bzw. in der Umgebung der weiteren Oberfläche 20 des Substrats 1) ist eine zweite leitfähige Struktur 4 ausgebildet. Die Gräben 7 weisen Wandbereiche 14 und
Bodenbereiche 15 auf, wobei die Bodenbereiche 15 in der Umgebung der weiteren Oberfläche 20 angeordnet sind und die Wandbereiche 14 die Grenze der Gräben 7 zum umliegenden Substrat 1 darstellen. In den Gräben 7, insbesondere im Bereich der Wandbereiche 14 und der Bodenbereichen 15, ist eine Metallkomponente 2 angeordnet (bzw. zumindest teilweise angeordnet). Die Metallkomponente verbindet dabei die erste leitfähige Struktur 3 und die zweite leitfähige Struktur 4 elektrisch miteinander. Oberhalb der Gräben 7 (in der Umgebung der Oberseite 19) ist eine Gitterstruktur 5 in einer Schicht angeordnet, wobei auf der Gitterstruktur 5 insbesondere zumindest teilweise die dielektrische Schicht 8 ausgebildet ist. Es ist dabei bevorzugt, dass die dielektrische Schicht 8 und die Gitterstruktur 5 identische Materialkomponenten umfassen. In der dielektrischen Schicht 8 und der Gitterstruktur 5 sind dabei oberhalb der Gräben
7 Öffnungen (insbesondere eine Gruppe von Öffnungen 6 und/oder eine zweite weitere Gruppe von Öffnungen 11) vorhanden. Die Öffnungen (also
insbesondere die Gruppe von Öffnungen 6 und/oder die zweite weitere Gruppe von Öffnungen 11) sind zumindest mit der Metallkomponente 2 aufgefüllt, sodass die Gräben 7 im Bereich der Oberfläche 19 zumindest durch ein Zusammenspiel der Metallkomponente 2, der Gitterstruktur 5 und potentiell der dielektrischen Schicht 8 verschlossen bzw. abgedeckt sind. Im Inneren der Gräben 7 besteht dadurch jeweils ein abgeriegelter Hohlraum. Oberhalb der dielektrischen Schicht
8 bzw. der Gitterstruktur 5 (und insbesondere zumindest teilweise unterhalb der ersten leitfähigen Struktur 3) ist eine Ätzstoppschicht 12 mit einer Gruppe von Ätzöffnungen 13 angeordnet. Die Gruppe von Ätzöffnungen 13 befindet sich dabei zumindest teilweise oberhalb der der Gruppe von Öffnungen 6 und/oder der zweiten weiteren Gruppe von Öffnungen 11. Auch die Gruppe von
Ätzöffnungen 13 ist bevorzugt mit der Metallkomponente 2 aufgefüllt. Um die Gräben 7 ist ein weiterer Graben 10 ringförmig ausgebildet. Der weitere Graben 10 erstreckt sich dabei von der Oberfläche des Substrats 1 bis zur weiteren Oberfläche 20 des Substrats 1, insbesondere derart, dass der weitere Graben 10 über die gesamte Dicke des Substrats 1 (bzw. annähernd über die gesamte Dicke des Substrats 1) ausgebildet ist. Der weitere Graben 10 weist weitere Wandbereiche 16 und weitere Bodenbereiche 17 auf. Im Bereich der weiteren Oberfläche 20 des Substrats 1 wird der weitere Graben 10 von einer zusätzlichen dielektrischen Schicht (die insbesondere elektrisch isolierend ist) bedeckt bzw. verschlossen. Im Bereich der Oberfläche wird der weitere Graben 10 von der Gitterstruktur 5 und/oder der dielektrischen Schicht 8 bedeckt bzw. verschlossen. Dadurch ist innerhalb des weiteren Grabens 10 ein Hohlraum ausgebildet. Der weitere Graben 10 isoliert somit den Teil des Substrats 1, den er umschließt einschließt (inklusive Gräben 7), elektrisch vom restlichen Teil des Substrats 1.
In Figur 8 ist schematisch eine leitfähige Durchkontaktierung durch ein Substrat gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
insbesondere eine Draufsicht auf die Oberfläche 19 des Substrats 1, gezeigt. In dieser weiteren Ausführungsform gibt es vier Gräben 7, die jeweils mithilfe einer Metallkomponente 2 im Bereich der Oberfläche 19 verschlossen sind. Um die vier Gräben 7 ist ein weiterer Graben 10 ringförmig ausgebildet. Der weitere Graben 10 erstreckt sich dabei von der Oberfläche 19 des Substrats 1 bis zur weiteren Oberfläche 20 des Substrats 1, insbesondere derart, dass der weitere Graben 10 über die gesamte Dicke des Substrats 1 (bzw. annähernd über die gesamte Dicke des Substrats 1) ausgebildet ist. Der weitere Graben 10 isoliert somit den Teil des Substrats 1, den er umschließt/einschließt (inklusive der Gräben 7), elektrisch vom restlichen Teil des Substrats. In elektrischem Kontakt zu der Metallkomponente 2 ist eine erste leitfähige Struktur 3 im Bereich der Oberfläche 19 des Substrats 1 zu sehen.
In Figur 9 ist schematisch eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nach einem zweiten Schritt gezeigt. Nachdem in einem ersten Schritt eine Gitterstruktur 5 in einer auf der Oberfläche 19 befindlichen Schicht erzeugt wurde, werden in einem zweiten Schritt Gräben 7 in einem Substrat 1 angeordnet bzw. erzeugt, sodass die Gräben 7 sich von der Oberfläche 19 (bzw. aus der Umgebung der Oberfläche 19) zu einer weiteren Oberfläche 20 (bzw. zu der Umgebung der weiteren Oberfläche 20) erstrecken. Auf der weiteren Oberfläche 20 des Substrats 1 (bzw. in der Umgebung der weiteren Oberfläche 20 des Substrats 1) ist eine zweite leitfähige Struktur 4 ausgebildet. Die Gräben 7 weisen Wandbereiche 14 und Bodenbereiche 15 auf, wobei die Bodenbereiche 15 insbesondere in der Umgebung der weiteren Oberfläche 20 angeordnet sind und die Wandbereiche 14 die Grenze des Grabens zum umliegenden Substrat 1 darstellen. Oberhalb der Gräben 7 (in der Umgebung der Oberseite 19) ist eine Gitterstruktur 5 angeordnet. In der Gitterstruktur 5 ist eine Gruppe von Öffnungen 6 vorhanden. Die Gruppe von Öffnungen 6 ist zumindest teilweise oberhalb der Gräben 7 angeordnet. Um die Gräben 7 ist ein weiterer Graben 10 ausgebildet. Der weitere Graben 10 erstreckt sich dabei von der Oberfläche des Substrats 1 bis zur weiteren Oberfläche 20 des Substrats 1, insbesondere derart, dass der weitere Graben 10 über die gesamte Dicke des Substrats 1 (bzw. annähernd über die gesamte Dicke des Substrats 1) ausgebildet ist. Der weitere Graben 10 isoliert somit den Teil des Substrats 1, den er umschließt (inklusive der Gräben
7), elektrisch vom restlichen Teil des Substrats 1. Der weitere Graben 10 weist weitere Wandbereiche 16 und weitere Bodenbereiche 17 auf. Im Bereich der weiteren Oberfläche 20 des Substrats 1 wird der weitere Graben 10 von einer zusätzlichen dielektrischen Schicht (die insbesondere elektrisch isolierend ist) bedeckt bzw. verschlossen. Im Bereich der Oberfläche ist oberhalb des weiteren
Grabens 10 eine Gitterstruktur 5 angeordnet. Zumindest teilweise oberhalb des Grabens 10 weist die Gitterstruktur 5 eine weitere Gruppe von Öffnungen 9 auf. Unter Zuhilfenahme der weiteren Gruppe von Öffnungen 9 wird im zweiten Schritt der weitere Graben 10 in das Substrat 1 geätzt.
In Figur 10 ist schematisch eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nach einem dritten Schritt gezeigt. Im dritten Schritt, nach dem zweiten Schritt, wird eine dielektrische Schicht 8 zumindest teilweise auf der Gitterstruktur 5 angeordnet. In der in Figur 10 gezeigten weiteren Ausführungsform bedeckt die dielektrische Schicht 8 nach dem dritten Schritt sowohl die Gruppe von
Öffnungen 6 als auch die weitere Gruppe von Öffnungen 9. Die dielektrische Schicht 8 weist elektrisch isolierende Eigenschaften auf.
In Figur 11 ist schematisch eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nach einem vierten Schritt gezeigt. Im vierten Schritt wird eine
Ätzstoppschicht 12 abgeschieden sowie ein weiterer Ätzschritt durchgeführt. Beispielsweise unter Zuhilfenahme einer Maske und/oder einer Ätzstoppschicht 12 wird dabei eine zweite weitere Gruppe von Öffnungen 11 oberhalb der Gräben 7 in der Gitterstruktur 5 und potentiell der dielektrischen Schicht 8 erzeugt.
In Figur 12 ist schematisch eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nach einem fünften Schritt gezeigt. Im fünften Schritt wird eine
Metallkomponente 2 in den Gräben 7, zumindest teilweise auf den
Wandbereichen 14 und zumindest teilweise auf den Bodenbereichen 15 angeordnet. Die zweite weitere Gruppe von Öffnungen 11 (und, falls nach dem dritten Schritt noch vorhanden, auch die Gruppe von Öffnungen 6) wird im fünften Schritt zumindest derart mit der Metallkomponente 2 aufgefüllt, dass die Gräben
7 im Bereich der Oberfläche 19 zumindest durch ein Zusammenspiel der Metallkomponente 2, der Gitterstruktur 5 und potentiell der dielektrischen Schicht
8 jeweils verschlossen bzw. abgedeckt sind. Im Inneren der Gräben 7 besteht dadurch bevorzugt jeweils ein abgeriegelter Hohlraum. Da die dielektrische Schicht 8 und die Gitterstruktur 5 sowie bevorzugt die Ätzstoppschicht 12 den weiteren Graben 10 im Bereich der Oberfläche 19 komplett bedecken, wird die Metallkomponente 2 nicht im Inneren des weiteren Grabens 10 angeordnet.
BEZUGSZEICHENLISTE
1 Substrat
2 Metallkomponente
3 erste leitfähige Struktur
4 zweite leitfähige Struktur
5 Gitterstruktur
6 Gruppe von Öffnungen
7 Graben
8 dielektrische Schicht
9 weitere Gruppe von Öffnungen
10 weiterer Graben
11 zweite weitere Gruppe von Öffn
12 Ätzstoppschicht
13 Gruppe von Ätzöffnungen
14 Wandbereiche
15 Bodenbereiche
16 weitere Wandbereiche
17 weitere Bodenbereiche
19 Oberfläche
20 weitere Oberfläche

Claims

Ansprüche Verfahren zur Herstellung einer leitfähigen Durchkontaktierung für ein Substrat (1), wobei die Durchkontaktierung eine Metallkomponente
(2) aufweist, wobei auf oder in der Umgebung einer Oberfläche (19) des Substrats (1) eine erste leitfähige Struktur
(3) angeordnet ist, wobei auf oder in der Umgebung einer weiteren Oberfläche (20) des Substrats (1) eine zweite leitfähige Struktur (4) angeordnet ist, wobei in einem ersten Schritt eine Gitterstruktur (5) zumindest teilweise oberhalb der Oberfläche (19) angeordnet wird, wobei die Gitterstruktur (5) eine Gruppe von Öffnungen (6) aufweist, wobei in einem auf den ersten Schritt folgenden zweiten Schritt ein Ätzschritt durchgeführt wird, wobei während des Ätzschritts mindestens ein Graben (7) sowohl im Substrat (1) als auch zumindest teilweise unterhalb der Gruppe von Öffnungen (6) erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einem dem zweiten Schritt nachfolgenden fünften Schritt ein Metallisierungsschritt durchgeführt wird, wobei während des Metallisierungsschritts die Metallkomponente (2) zumindest teilweise im Graben (7) angeordnet wird und wobei die Metallkomponente (2) während des
Metallisierungsschritts derart ausgebildet wird, dass die Metallkomponente (2) ein Teil eines Verschlusses ist, wobei der Verschluss den Graben (7) im Bereich der Oberfläche (19) verschließt. Verfahren zur Herstellung einer leitfähigen Durchkontaktierung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem dritten Schritt, nach dem zweiten Schritt und vor dem fünften Schritt, eine dielektrische Schicht (8) zumindest teilweise auf der Gitterstruktur (5) angeordnet wird. Verfahren zur Herstellung einer leitfähigen Durchkontaktierung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass während und nach der Anordnung der dielektrischen Schicht (8) während des dritten Schritts die Gruppe von Öffnungen (6) zumindest teilweise frei von der dielektrischen Schicht (8) ist,
4. Verfahren zur Herstellung einer leitfähigen Durchkontaktierung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitterstruktur (5) eine weitere Gruppe von Öffnungen (9) aufweist, wobei die weitere Gruppe von Öffnungen (9) eine ähnliche Öffnungsbreite und Öffnungslänge wie die Gruppe von Öffnungen (6) oder eine kleinere Öffnungsbreite und Öffnungslänge als die Gruppe von Öffnungen (6) aufweist, wobei während des Ätzschritts während des zweiten Schritts mindestens ein weiterer Graben (10) im Substrat (1) und zumindest teilweise unter der weiteren Gruppe von Öffnungen (9) erzeugt wird.
5. Verfahren zur Herstellung einer leitfähigen Durchkontaktierung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 , dadurch gekennzeichnet, dass vor dem fünften Schritt und nach dem dritten Schritt ein vierter Schritt stattfindet, wobei während des vierten Schritts ein weiterer Ätzschritt durchgeführt wird, wobei während des weiteren Ätzschritts eine zweite weitere Gruppe von Öffnungen (11) in der dielektrischen Schicht (8) und insbesondere in der Gitterstruktur (5) erzeugt wird, wobei die zweite weitere Gruppe von Öffnungen (11) zumindest teilweise oberhalb des Grabens (7) angeordnet ist, wobei insbesondere nach dem fünften Schritt die Metallkomponente (2) derart angeordnet wird, dass die Metallkomponente (2) die zweite weitere Gruppe von Öffnungen (11) und/oder die Gruppen von Öffnungen (6) verschließt, wobei insbesondere während des dritten Schritts die weitere Gruppe von Öffnungen (9) vollständig mit der dielektrischen Schicht (8) abgedeckt wird.
6. Verfahren zur Herstellung einer leitfähigen Durchkontaktierung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im dritten Schritt die dielektrische Schicht (8) zumindest teilweise in dem Graben (7) angeordnet wird, wobei insbesondere der Graben (7) Wandbereiche (14) und Bodenbereiche (15) aufweist, wobei insbesondere im dritten Schritt die dielektrische Schicht (8) zumindest teilweise auf den Wandbereichen (14) angeordnet wird, wobei insbesondere die dielektrische Schicht (8) zumindest teilweise auf den
Bodenbereichen (15) angeordnet wird.
7. Verfahren zur Herstellung einer leitfähigen Durchkontaktierung gemäß einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im vierten Schritt während des weiteren Ätzschritts die dielektrische Schicht (8) zumindest teilweise aus dem Graben (7) entfernt wird, wobei insbesondere im vierten Schritt während des weiteren Ätzschritts die dielektrische Schicht (8) zumindest teilweise aus den Bodenbereichen (15) entfernt wird.
8. Verfahren zur Herstellung einer leitfähigen Durchkontaktierung gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass im vierten Schritt während des weiteren Ätzschritts die dielektrische Schicht (8) zumindest teilweise aus den Wandbereichen (14) entfernt wird.
9. Verfahren zur Herstellung einer leitfähigen Durchkontaktierung gemäß einem der Ansprüche 4 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Gruppe von Öffnungen (9) während des dritten Schritts von der dielektrischen Schicht (8) vollständig abgedeckt wird, wobei der weitere Graben (10) weitere Wandbereiche (16) und weitere Bodenbereiche (17) aufweist, wobei im fünften Schritt die weiteren Wandbereiche (16) und die weiteren Bodenbereiche (17), sowie insbesondere die dielektrische Schicht (8) im Bereich der weiteren Wandbereiche (16) und insbesondere im Bereich der weiteren Bodenbereiche (17), frei von der Metallkomponente (2) bleiben.
10. Verfahren zur Herstellung einer leitfähigen Durchkontaktierung gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass im fünften Schritt die Metallkomponente (2) zumindest teilweise auf den Wandbereiche (14) angeordnet wird, wobei im fünften Schritt die Metallkomponente (2) zumindest teilweise auf den Bodenbereiche (15) angeordnet wird, wobei insbesondere der weitere Graben (10) weitere Wandbereiche (16) und weitere Bodenbereiche (17) aufweist, wobei insbesondere im fünften Schritt die weiteren Wandbereichen (16) und die weiteren Bodenbereichen (17) sowie die dielektrische Schicht (8) im Bereich der weiteren Wandbereiche (16) und im Bereich der weiteren
Bodenbereiche (17) frei von der Metallkomponente bleiben.
11. Verfahren zur Herstellung einer leitfähigen Durchkontaktierung gemäß einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass während des vierten Schritts und vor dem weiteren Ätzschritt des vierten Schritts eine Ätzstoppschicht (12) zumindest teilweise auf der Oberfläche des Substrats (19) und/oder zumindest teilweise auf der dielektrischen Schicht (8) angeordnet wird, wobei die Ätzstoppschicht (12) eine Gruppe von Ätzöffnungen (13) aufweist, wobei die Gruppe von Ätzöffnungen (13) zumindest teilweise oberhalb der zweiten weiteren Gruppe von Öffnungen (11) angeordnet ist.
12. Verfahren zur Herstellung einer leitfähigen Durchkontaktierung gemäß einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Graben (10) zumindest teilweise als Ringbereich mindestens um den Graben (7) ausgebildet ist.
13. Leitfähige Durchkontaktierung für ein Substrat (1), wobei die Durchkontaktierung eine Metallkomponente (2) aufweist, wobei auf oder in der Umgebung einer Oberfläche (19) des Substrats (1) eine erste leitfähige Struktur (3) angeordnet ist, wobei auf oder in der Umgebung einer weiteren Oberfläche (20) des Substrats (1) eine zweite leitfähige Struktur (4) angeordnet ist, wobei eine Gitterstruktur (5) zumindest teilweise oberhalb der Oberfläche (19) angeordnet ist, wobei die Gitterstruktur (5) eine Gruppe von Öffnungen (6) aufweist, wobei mindestens ein Graben (7) sowohl im Substrat (1) als auch zumindest teilweise unterhalb der Gruppe von Öffnungen (6) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallkomponente (2) zumindest teilweise im Graben (7) angeordnet ist und wobei die Metallkomponente (2) derart ausgebildet ist, dass die
Metallkomponente (2) ein Teil eines Verschlusses ist, wobei der Verschluss den Graben (7) im Bereich der Oberfläche (19) verschließt.
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