一种TSV背面露孔结构及制备方法与流程

    技术2025-12-24  7


    本发明涉及先进封装,尤其涉及一种tsv背面露孔结构及制备方法。


    背景技术:

    1、在集成电路领域,尤其是在2.5d、3d等先进封装中,通过硅穿孔互连技术(through-silicon via,tsv)已经成为实现高性能、高集成度芯片的关键技术之一。tsv技术通过在硅片上制造垂直的电气互连通道,实现了不同芯片层间的信号传输和功率分配,从而有效提升了芯片的性能和能效比。近年来,随着电子设备功能需求的日益增加,对于tsv技术的要求也日益严格,尤其是在背面露孔结构及其制备方法上的创新,为芯片设计师提供了更多的灵活性和功能性。设计师可以利用背面露孔来实现更复杂的互联设计,优化芯片的整体性能;背面露孔结构的引入允许多个芯片层之间的直接互连,在实现器件集成和系统集成方面具有重要意义。

    2、目前,现有技术在进行tsv背面露孔时通常采用露铜硅刻蚀的工艺路线,工艺操作步骤较长,导致tsv背面露孔的生产成本较高,且露铜硅刻蚀本身容易造成机台污染,降低tsv背面露孔结构的合格率。


    技术实现思路

    1、本发明提供了一种tsv背面露孔结构及制备方法。

    2、一种tsv背面露孔结构,包括:

    3、第一导体(1),所述第一导体(1)通过金属布线层(2)和对应的第二导体(4)电连接;

    4、所述第二导体(4)设置在衬底(3)对应的tsv孔中,且所述第二导体(4)通过sio2和衬底(3)绝缘隔离;

    5、所述第二导体(4)分别通过第一绝缘层(5)的第一开口、第二绝缘层(6)的第二开口和对应的凸块(7)电连接;

    6、所述凸块(7)通过第一绝缘层(5)、第二绝缘层(6)和衬底(3)绝缘隔离;

    7、所述第一导体(1)和衬底(3)绝缘隔离;

    8、所述第一导体(1)和金属布线层(2)通过临时键合胶(8)粘黏在载体(9)上。

    9、进一步地:所述第二导体(4)的结构为圆柱形,且所述第一开口的直径小于tsv孔的直径。

    10、进一步地,所述第一导体(1)的材料包括:cuniau或cunipdau。

    11、进一步地,所述衬底(3)的材料包括:si。

    12、进一步地,所述凸块(7)的材料包括:cusn、cunisn、cunicusnag或cunisnag。

    13、进一步地,所述第一绝缘层(5)的材料至少包括下列中的至少一个:si3n4、sio2、sicn和sion。

    14、一种tsv背面露孔结构的制备方法,包括:

    15、s1,将衬底(3)的正面通过临时键合胶(8)粘黏到载体(9)上;其中,所述衬底(3)正面设置有金属布线层(2);所述金属布线层(2)设置有若干第一导体(1);所述衬底(3)设置有若干tsv孔;所述tsv孔中设置有第二导体(4);所述第二导体(4)通过金属布线层(2)和对应的第一导体(1)电连接;

    16、s2,对所述衬底(3)的背面进行减薄,直至露出第二导体(4);

    17、s3,将第一绝缘层(5)沉积到减薄后的衬底(3)的背面;

    18、s4,将第二绝缘层(6)涂覆到所述第一绝缘层(5)上;

    19、s5,对所述第二绝缘层(6)依次进行曝光和显影,生成第二开口;

    20、s6,对所述第一绝缘层(5)进行刻蚀,生成第一开口;其中,所述第一开口和第二开口均为圆柱形,且所述第一开口的直径和第二开口的直径相等;

    21、s7,在所述第一开口和第二开口中形成凸块(7),即得到所述tsv背面露孔结构。

    22、进一步地,所述载体(9)的材料至少包括下列中的至少一个:玻璃、硅片和陶瓷。

    23、进一步地:所述tsv孔的深度为15μm~200μm

    24、进一步地,所述方法还包括:在将第一绝缘层(5)沉积到减薄后的衬底(3)的背面之后,将第三绝缘层(10)涂覆到第一绝缘层(5)上;对第三绝缘层(10)依次进行曝光和显影,生成第三开口;对第一绝缘层(5)进行刻蚀,生成第四开口;去除第三绝缘层(10);将第二绝缘层(6)涂覆到第一绝缘层(5)上;对第二绝缘层(6)依次进行曝光和显影,生成第五开口;在第四开口和第五开口中形成凸块(7);其中,所述第四开口和第五开口均为圆柱形,且所述第五开口的直径大于等于第四开口的直径。

    25、与现有技术相比,本发明的有益效果为:将衬底的正面通过临时键合胶粘黏到载体上,对衬底的背面进行减薄,直至露出第二导体的步骤后,直接将第一绝缘层沉积到减薄后的衬底的背面,简化工艺步骤,提高tsv背面露孔结构的制造效率;工艺步骤的简化,减少机台使用,降低tsv背面露孔结构的制造成本;工艺步骤的简化,提高tsv背面露孔结构的合格率。

    26、应当理解,
    技术实现要素:
    部分中所描述的内容并非旨在限定本发明的实施例的关键或重要特征,亦非用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。



    技术特征:

    1.一种tsv背面露孔结构,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的tsv背面露孔结构,其特征在于:所述第二导体(4)的结构为圆柱形,且所述第一开口的直径小于tsv孔的直径。

    3.根据权利要求2所述的tsv背面露孔结构,其特征在于,所述第一导体(1)的材料包括:cuniau或cunipdau。

    4.根据权利要求3所述的tsv背面露孔结构,其特征在于,所述衬底(3)的材料包括:si。

    5.根据权利要求4所述的tsv背面露孔结构,其特征在于,所述凸块(7)的材料包括:cusn、cunisn、cunicusnag或cunisnag。

    6.根据权利要求5所述的tsv背面露孔结构,其特征在于,所述第一绝缘层(5)的材料至少包括下列中的至少一个:si3n4、sio2、sicn和sion。

    7.一种tsv背面露孔结构的制备方法,包括:

    8.根据权利要求7所述的tsv背面露孔结构的制备方法,其特征在于,所述载体(9)的材料至少包括下列中的至少一个:玻璃、硅片和陶瓷。

    9.根据权利要求8所述的tsv背面露孔结构的制备方法,其特征在于:所述tsv孔的深度为15μm~200μm。

    10.根据权利要求7所述的tsv背面露孔结构的制备方法,其特征在于,所述方法还包括:在将第一绝缘层(5)沉积到减薄后的衬底(3)的背面之后,将第三绝缘层(10)涂覆到第一绝缘层(5)上;对第三绝缘层(10)依次进行曝光和显影,生成第三开口;对第一绝缘层(5)进行刻蚀,生成第四开口;去除第三绝缘层(10);将第二绝缘层(6)涂覆到第一绝缘层(5)上;对第二绝缘层(6)依次进行曝光和显影,生成第五开口;在第四开口和第五开口中形成凸块(7);其中,所述第四开口和第五开口均为圆柱形,且所述第五开口的直径大于等于第四开口的直径。


    技术总结
    本发明提供了一种TSV背面露孔结构及制备方法。应用于先进封装技术领域,所述方法包括将衬底的正面通过临时键合胶粘黏到载体上;对所述衬底的背面进行减薄,直至露出第二导体;将第一绝缘层沉积到减薄后的衬底的背面;将第二绝缘层涂覆到所述第一绝缘层上;对所述第二绝缘层依次进行曝光和显影,生成第二开口;对所述第一绝缘层进行刻蚀,生成第一开口;在所述第一开口和第二开口中形成凸块,即得到所述TSV背面露孔结构。以此方式,可以提高TSV背面露孔结构的制造效率。

    技术研发人员:杨玉杰
    受保护的技术使用者:承勰科技(上海)有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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