DE102007019552B4

Substrate with Feedthrough and Method for Producing the Same

Abstract

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Projected expiry 25 April 2027.

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27 claims: 14 independent, 13 dependent

  1. 1
    Ein Verfahren umfassend:– ein Halbleitersubstrat ( 1 ) mit einer ersten Hauptoberfläche ( 3 ), einer zweiten, der ersten Hauptoberfläche ( 3 ) gegenüberliegenden, Hauptoberfläche ( 4 ) und mindestens einem von der ersten Hauptoberfläche ( 3 ) zu der zweiten Hauptoberfläche ( 4 ) reichenden Kanal ( 2 ), der in einem ersten Abschnitt ( 11 ) eine erste Querschnittsfläche ( 6 ) und in einem zweiten Abschnitt ( 12 ) eine zweite Querschnittsfläche ( 8 ) aufweist, wobei die erste Querschnittsfläche ( 6 ) größer als die zweite Querschnittsfläche ( 8 ) ist, wird bereitgestellt;und – ein elektrisch leitendes erstes Material ( 9 ) wird unter Druck im geschmolzenen Zustand in den ersten Abschnitt ( 11 ) des mindestens einen Kanals ( 2 ) eingefüllt.
  2. 2
    Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine Kanal ( 2 ) mittels elektrochemischen Ätzens des Halbleitersubstrats ( 1 ) erzeugt wird.
  3. 3
    Das Verfahren nach Anspruch 2, wobei die erste Querschnittsfläche ( 6 ) und die zweite Querschnittsfläche ( 8 ) durch Ätzparameter erzeugt werden, die von Ätzparametern des elektrochemischen Ätzens unterschiedlich sind.
  4. 4
    Das Verfahren nach Anspruch 3, wobei die erste Querschnittsfläche ( 6 ) und die zweite Querschnittsfläche ( 8 ) durch unterschiedliche Ätzströme erzeugt werden, die während des elektrochemischen Ätzens durch das Halbleitersubstrat ( 2 ) fließen.
  5. 5
    Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine Kanal ( 2 ) erzeugt wird, indem ein Sackloch ( 10 ) mit einem sich verengenden Endbereich ( 18 ) auf der ersten Hauptoberfläche ( 3 ) des Halbleitersubstrats ( 1 ) erzeugt wird und auf der zweiten Hauptoberfläche ( 4 ) des Halbleitersubstrats ( 1 ) Halb leitersubstratmaterial bis zu dem sich verengenden Endbereich ( 12 ) des Sacklochs ( 10 ) abgetragen wird.
  6. 6
    Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der mindestens eine Kanal eine Oberfläche aufweist und wobei an der ersten und zweiten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats ( 1 ) und der Oberfläche des mindestens einen Kanals ( 2 ) eine erste Isolationsschicht ( 13 ) erzeugt wird.
  7. 7
    Das Verfahren nach Anspruch 6, wobei die erste Isolationsschicht ( 13 ) durch Erwärmung erzeugt wird.
  8. 8
    Das Verfahren nach Anspruch 6, wobei die erste Isolationsschicht ( 13 ) durch Abscheidung eines isolierenden ersten Materials erzeugt wird.
  9. 9
    Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine Kanal ( 2 ) erzeugt wird, indem ein Durchgangsloch mit einer Oberfläche in dem Halbleitersubstrat ( 1 ) erzeugt wird und auf der Oberfläche des Durchgangslochs in einem an eine der Hauptoberflächen ( 4 ) des Halbleitersubstrats ( 1 ) angrenzenden Bereich ein isolierendes zweites Material ( 19 ) abgeschieden wird.
  10. 10
    Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das elektrisch leitende erste Material ( 9 ) mittels Unterdruck und/oder Überdruck eingefüllt wird.
  11. 11
    Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei nach dem Einfüllen des elektrisch leitenden ersten Materials ( 9 ) ein elektrisch leitendes zweites Material ( 15 ) in den mindestens einen Kanal ( 2 ) eingefüllt wird.
  12. 12
    Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der mindestens eine Kanal ( 2 ) in einem dritten Abschnitt ( 16 ) eine dritte Querschnittsfläche ( 17 ) aufweist.
  13. 13
    Das Verfahren nach Anspruch 12, wobei nach einem Erstarren des elektrisch leitenden ersten Materials ( 9 ) das elektrisch leitende erste Material ( 9 ) in dem mindestens einen Kanal ( 2 ) erneut geschmolzen wird.
  14. 14
    Ein Substrat ( 100 – 600 ) umfassend:– ein Halbleitersubstrat ( 1 ) mit einer ersten Hauptoberfläche ( 3 ), einer zweiten, der ersten Hauptoberfläche ( 3 ) gegenüberliegenden, Hauptoberfläche ( 4 ) und mindestens einem von der ersten Hauptoberfläche ( 3 ) zu der zweiten Hauptoberfläche ( 4 ) reichenden Kanal ( 2 ), wobei der mindestens eine Kanal ( 2 ) in einem ersten Abschnitt ( 11 ) eine erste Querschnittsfläche ( 6 ) und in einem zweiten Abschnitt ( 12 ) eine zweite Querschnittsfläche ( 8 ) aufweist, wobei die erste Querschnittsfläche ( 6 ) größer als die zweite Querschnittsfläche ( 8 ) ist und wobei – der Kanal ( 2 ) in dem ersten Abschnitt ( 11 ) mit einem aus einer Schmelze eingebrachten elektrisch leitenden ersten Material ( 9 ) gefüllt ist und – der Kanal ( 2 ) in dem zweiten Abschnitt ( 12 ) mit einem elektrisch leitenden zweiten Material ( 15 ) gefüllt ist.
  15. 15
    Das Substrat ( 100 – 600 ) nach Anspruch 14, wobei das elektrisch leitende erste Material ( 9 ) einen höheren Schmelzpunkt als das elektrisch leitende zweite Material ( 15 ) hat.
  16. 16
    Das Substrat ( 300 ) nach einem der Ansprüche 14 oder 15, wobei der mindestens eine Kanal ( 2 ) in einem dritten Abschnitt ( 16 ) eine dritte Querschnittsfläche ( 17 ) aufweist.
  17. 17
    Das Substrat ( 300 ) nach Anspruch 16, wobei die dritte Querschnittsfläche ( 17 ) kleiner als die erste Querschnittsfläche ( 6 ) und größer als die zweite Querschnittsfläche ( 8 ) ist und in dem dritten Abschnitt ( 16 ) das elektrisch leitende erste Material ( 9 ) in den mindestens einen Kanal ( 2 ) eingebracht ist.
  18. 18
    Das Substrat ( 100 – 600 ) nach einem der Ansprüche 14 bis 17, wobei der mindestens eine Kanal eine Oberfläche aufweist und wobei eine erste Isolationsschicht ( 13 ) die erste und zweite Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats ( 1 ) und die Oberfläche des mindestens einen Kanals ( 2 ) bedeckt.
  19. 19
    Das Substrat ( 100 – 400 , 600 ) nach einem der Ansprüche 14 bis 18, wobei der mindestens eine Kanal ( 2 ) in dem zweiten Abschnitt ( 12 ) durch das Material des Halbleitersubstrats ( 1 ) zu der zweiten Querschnittsfläche ( 8 ) verengt ist.
  20. 20
    Das Substrat ( 500 ) nach einem der Ansprüche 14 bis 18, wobei der mindestens eine Kanal ( 2 ) in dem zweiten Abschnitt ( 12 ) mittels einer zweiten Isolationsschicht ( 19 ) zu der zweiten Querschnittsfläche ( 8 ) verengt ist.
  21. 21
    Das Substrat ( 600 ) nach einem der Ansprüche 14 bis 18, wobei das Halbleitersubstrat ( 1 ) eine erste Halbleitersubstratschicht ( 20 ) und eine über der ersten Halbleitersubstratschicht ( 20 ) angeordnete zweite Halbleitersubstratschicht ( 21 ) umfasst.
  22. 22
    Das Substrat ( 600 ) nach Anspruch 21, wobei sich der mindestens eine Kanal ( 2 ) durch die erste und die zweite Halbleitersubstratschicht ( 20 , 21 ) erstreckt und der mindestens eine Kanal ( 2 ) in der ersten Halbleitersubstratschicht ( 20 ) die erste Querschnittsfläche ( 6 ) und in der zweiten Halbleitersubstratschicht ( 21 ) die zweite Querschnittsfläche ( 8 ) aufweist.
  23. 23
    Das Substrat ( 100 – 600 ) nach einem der Ansprüche 14 bis 22, wobei der Quotient aus der Kanallänge des mindestens einen Kanals ( 2 ) und dem in dem ersten Abschnitt ( 11 ) vorliegenden Kanaldurchmesser größer als 2 ist.
  24. 24
    Das Substrat ( 100 – 600 ) nach einem der Ansprüche 14 bis 23, wobei der Quotient aus der Kanallänge des mindestens einen Kanals ( 2 ) und dem in dem ersten Abschnitt ( 11 ) vorliegenden Kanaldurchmesser kleiner als 1000 ist.
  25. 25
    Ein Halbleitermodul ( 700 – 900 ) umfassend:– ein Substrat ( 100 – 600 ) gemäß einem der Ansprüche 14 bis 24;und – eine auf das Substrat ( 100 – 600 ) aufgebrachte integrierte Schaltung ( 707 ).
  26. 26
    Das Halbleitermodul ( 900 ) nach Anspruch 25, wobei die integrierte Schaltung ( 707 ) in eine Oberfläche des Substrats ( 100 – 600 ) integriert ist.
  27. 27
    Das Halbleitermodul ( 700 , 800 ) nach Anspruch 25, wobei die integrierte Schaltung ( 707 ) in ein Bauelement ( 706 ) integriert ist und das Bauelement ( 706 ) mit dem Substrat ( 100 – 600 ) durch mindestens einen Verbindungsdraht ( 709 ) und/oder mindestens einen Lotkontakt ( 713 ) verbunden ist.
Independent claims27