本发明属于半导体芯片及制造领域，涉及一种具有tsv结构的半导体结构及其制作方法。
背景技术：
1、微型电子机械系统(micro-electro mechanical system，简称mems)传感器是采用微电子和微机械加工技术制造出来的新型传感器。与传统的传感器相比，它具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性高、适于批量化生产、易于集成和实现智能化的特点。在消费电子、智能终端和可穿戴电子产品等领域应用中，要求mems传感器尺寸、成本进一步降低，这一趋势要求同时提高集成度和性能，因此以硅通孔(through silicion via，简称tsv)为主的三维封装集成技术在mems领域引起很大关注。
2、传统tsv晶圆制备工艺通常包括以下流程：通孔硅晶圆制备、电镀种子层溅射、电镀、减薄及抛光。其中，电镀种子层溅射与电镀等技术手段已经在很多研究中得到了较好的验证，常规的电解铜沉积方法因采用适于波纹镶嵌填充的组合物(即包含三种组分的高填充添加剂组合物，包括促进剂、抑制剂、整平剂)，其电流密度受限(如电流密度约为0.10a/dm2或更低以获得无瑕疵的填充效果)，而且可能需要长约20h的电镀时间才能实现对大尺寸穿硅通孔(例如孔径大于50μm)的金属填充。但是电镀过程时间久，耗材成本高，电镀易产生填充物孔洞等问题导致该技术手段无法拥有较好的成本和大批量生产收益。
3、此外也有通过液相金属填充的方式解决填充困难和成本高昂的问题，专利cn106882763a、cn109926566a、cn205723491u提出一种液相金属填充的方法。该方法采用高温将低熔点的金属熔融至液态，将液态金属倒入喷嘴片内，利用tsv孔内与喷嘴片外的压力差将液态金属填充进tsv孔内，同时通过设计特殊结构的喷嘴片，利用液桥的夹断效应实现填充在tsv孔中的液态金属与填充在喷嘴片空腔中液态金属的可控维切割。降温后，金属可完全填充至tsv孔，同时与喷嘴片分离，得到填充有金属的tsv晶圆。使用金属液相填充法能将金属快速填充硅通孔，对于厚度超过400μm的tsv使用液相金属填充不到1h，相较于动辄数十个小时的电镀填充方式，大大缩短填充时间。
4、但是，如上所述的tsv金属填充方法在填充后都会在晶圆表面沉积一层厚度超过30μm以上的金属层，为了后续将tsv晶圆应用于器件集成，该金属层必须去除。然而，采用传统的研磨方式去除该金属层时易造成表面介质层划伤，而采用化学腐蚀去除金属时，由于腐蚀速率不均一，易导致孔内金属被腐蚀，且tsv孔内被腐蚀的金属深度不一，无法满足后续的生产需要。
5、因此，如何提供一种具有tsv结构的半导体结构及其制作方法，以实现高效率、高准确性、易于控制、成本低廉且易于实现产能拓展的tsv结构制作，成为本领域技术人员亟待解决的一个重要技术问题。
6、应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本技术的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本技术的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
技术实现思路
1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种具有tsv结构的半导体结构及其制作方法，用于解决现有技术中针对tsv晶圆填充后在晶圆表面沉积的多余金属材料的常规方法(如研磨、抛光及化学腐蚀)以造成划伤、成本高、均一性难以控制以及无法满足批量化生产需要的问题。
2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种具有tsv结构的半导体结构的制作方法，包括以下步骤：
3、提供一晶圆，所述晶圆包括相对设置的顶面及底面，所述晶圆中设有多个在水平方向上间隔排列的孔状结构，所述孔状结构自所述晶圆的顶面开口并向所述晶圆的底面方向延伸；
4、形成导电层，所述导电层覆盖所述晶圆的顶面及所述孔状结构的内壁；
5、形成金属层于所述导电层表面，所述金属层包括填充于所述孔状结构中的导电柱及位于所述导电柱上方并与所述导电柱连接的金属薄膜；
6、进行电解腐蚀以去除所述金属薄膜；
7、去除所述导电层位于所述孔状结构以外的部分。
8、可选地，所述孔状结构包括盲孔及通孔中的至少一种。
9、可选地，进行电解腐蚀以去除所述金属薄膜包括以下步骤：
10、提供一电解装置，所述电解装置包括电源及电解液，所述电源设有阳极连接端及阴极连接端，所述阴极连接端连接有金属片；
11、将所述阳极连接端连接至所述导电层并将所述晶圆浸没于所述电解液中；
12、启动所述电源以进行电解腐蚀直至所述金属薄膜被腐蚀完毕。
13、可选地，所述电解液包括所述金属层所包含金属元素的卤盐及硫酸盐中的至少一种。
14、可选地，所述电源包括直流稳压电源，所述阳极连接端与所述阴极连接端之间的电势差值范围是1v～5v。
15、可选地，所述金属片的材料包括所述金属层所包含的金属元素及惰性金属元素中的至少一种。
16、可选地，还包括监测电解腐蚀过程中电解电流变化的步骤，当所述电解电流突变时停止进行所述电解腐蚀。
17、可选地，还包括对完成电解腐蚀后的晶圆进行冲洗甩干的步骤，冲洗所使用的溶液包括去离子水及无水乙醇中的至少一种，冲洗的方法包括冲水、刷片及超声清洗中的至少一种。
18、可选地，所述金属层的材料包括铜、锌及铝中的至少一种，形成所述金属层的方法包括电镀法、液态金属填充法及化学气相沉积法中的至少一种。
19、可选地，所述导电层的材料包括钛、氮化钛及铂中的至少一种，所述导电层的厚度小于或等于200nm。
20、可选地，形成所述导电层的方法包括电镀、磁控溅射及蒸发中的至少一种，去除所述导电层位于所述孔状结构以外的部分的方法包括干法刻蚀及湿法刻蚀中的至少一种。
21、可选地，在形成所述导电层之前还包括形成氧化层的步骤，所述氧化层位于所述晶圆的至少一面并覆盖所述孔状结构的内壁。
22、可选地，电解腐蚀完成后所述导电柱的顶面高于所述晶圆的顶面，所述导电柱的顶面与所述晶圆的顶面之间的高度差小于或等于2μm。
23、本发明还提供一种具有tsv结构的半导体结构，包括：
24、晶圆，包括相对设置的顶面及底面，所述晶圆中设有多个在水平方向上间隔排列的孔状结构，所述孔状结构自所述晶圆的顶面开口并向所述晶圆的底面延伸至贯穿至少一部分所述晶圆；
25、多个导电柱，填充于所述孔状结构中；
26、导电层，位于所述导电柱的侧壁与所述孔状结构的内壁之间。
27、如上所述，本发明的具有tsv结构的半导体结构的制作方法，创新性地使用电解的方式替代研磨、抛光或化学腐蚀等传统方法，具有反应均匀性好、工艺速率高、反应过程易于控制以及高精度、高质量去除金属薄膜的特点。应用于实际生产过程时，由于能够实现电解反应自停止控制，能够大大提升量产管理的便利性，并且反应设备较为常规，工艺原料价格低廉，电解反应过程不需人工参与，能够有效的降低工艺成本，减少工艺管理难度，具备较高的成本优势，在满足生产tsv晶圆的工艺要求的前提下，易于产能拓展，从而为tsv晶圆的生产和立体封装等半导体领域提供了一种有效的加工方法。本发明的具有tsv结构的半导体结构，性能相对优良且能够实现大规模低成本生产。
1.一种具有tsv结构的半导体结构的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的具有tsv结构的半导体结构的制作方法，其特征在于：所述孔状结构包括盲孔及通孔中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的具有tsv结构的半导体结构的制作方法，其特征在于，进行电解腐蚀以去除所述金属薄膜包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的具有tsv结构的半导体结构的制作方法，其特征在于：所述电解液包括所述金属层所包含金属元素的卤盐及硫酸盐中的至少一种。
5.根据权利要求3所述的具有tsv结构的半导体结构的制作方法，其特征在于：所述电源包括直流稳压电源，所述阳极连接端与所述阴极连接端之间的电势差值范围是1v～5v。
6.根据权利要求3所述的具有tsv结构的半导体结构的制作方法，其特征在于：所述金属片的材料包括所述金属层所包含的金属元素及惰性金属元素中的至少一种。
7.根据权利要求3所述的具有tsv结构的半导体结构的制作方法，其特征在于：还包括监测电解腐蚀过程中电解电流变化的步骤，当所述电解电流突变时停止进行所述电解腐蚀。
8.根据权利要求3所述的具有tsv结构的半导体结构的制作方法，其特征在于：还包括对完成电解腐蚀后的晶圆进行冲洗甩干的步骤，冲洗所使用的溶液包括去离子水及无水乙醇中的至少一种，冲洗的方法包括冲水、刷片及超声清洗中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的具有tsv结构的半导体结构的制作方法，其特征在于：所述金属层的材料包括铜、锌及铝中的至少一种，形成所述金属层的方法包括电镀法、液态金属填充法及化学气相沉积法中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的具有tsv结构的半导体结构的制作方法，其特征在于：所述导电层的材料包括钛、氮化钛及铂中的至少一种，所述导电层的厚度小于或等于200nm。
11.根据权利要求1所述的具有tsv结构的半导体结构的制作方法，其特征在于：形成所述导电层的方法包括电镀、磁控溅射及蒸发中的至少一种，去除所述导电层位于所述孔状结构以外的部分的方法包括干法刻蚀及湿法刻蚀中的至少一种。
12.根据权利要求1所述的具有tsv结构的半导体结构的制作方法，其特征在于：在形成所述导电层之前还包括形成氧化层的步骤，所述氧化层位于所述晶圆的至少一面并覆盖所述孔状结构的内壁。
13.根据权利要求1所述的具有tsv结构的半导体结构的制作方法，其特征在于：电解腐蚀完成后所述导电柱的顶面高于所述晶圆的顶面，所述导电柱的顶面与所述晶圆的顶面之间的高度差小于或等于2μm。
14.一种具有tsv结构的半导体结构，其特征在于，包括：
