[發(fā)明專利]具有貫穿過孔的芯片的連接

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310151646.5
• 申請日: 2013-04-18
• 公開（公告）號: CN103383936B
• 公開（公告）日: 2018-02-09
• 發(fā)明（設計）人: S·喬布洛特;P·巴爾
• 申請（專利權）人: 意法半導體有限公司
• 主分類號: H01L23/532
• 分類號: H01L23/532;H01L23/488
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所11256
• 代理人: 王茂華,張寧

技術領域

本公開內容涉及所謂的三維集成電路的領域，這些三維集成電路包括芯片和其它元件的疊置以提供互連并且增加集成密度。

背景技術

圖1示出這樣的三維結構的例子，該三維結構旨在于將包含集成電路的一個或者若干半導體芯片連接到印刷電路板。

在這一例子中，示出在支撐件6(諸如陶瓷、聚合物或者印刷電路板的一部分等)上用插入體4組裝的兩個集成電路芯片1和2。支撐件6的下表面支撐連接元件，諸如凸塊8，這些連接元件旨在于提供連接，而在它們之間有與未示出的印刷電路板的如下連接區(qū)域的尺寸和位置兼容的步進，必須在這些連接區(qū)域上組裝部件并且它必須連接到這些連接區(qū)域。

每個芯片1、2在它的下表面上包括由若干金屬化級形成的互聯(lián)網(wǎng)絡，這些金屬化級旨在于將芯片表面的連接點連接在一起并且連接到位于最后金屬化級上的焊盤。這些焊盤中的每個焊盤由連接裝置(諸如由例如銅制成的金屬柱10)連接到中間板或者插入體4的上表面的相似焊盤，該中間板或者插入體的上和下表面一般由互連網(wǎng)絡覆蓋。插入體板4包括貫穿過孔12，每個貫穿過孔連接到這一個板的上表面的焊盤之一和這一個板的下表面的焊盤以將在連接元件10之間的具有窄步進的連接朝著在板4的下表面?zhèn)壬系钠渌B接元件14再分布，這些連接元件具有與在支撐件6上的連接的可能步進相適應的更寬步進。支撐件6也分別在它的上和下表面上包括互連網(wǎng)絡16、17，互連網(wǎng)絡16的焊盤連接到連接元件，諸如柱14，并且互連網(wǎng)絡17的焊盤連接到用于接收凸塊8的焊盤。

這樣的結構的許多變化是可能的。例如可以提供一個或者若干芯片而不是兩個集成電路芯片1和2。在一個實施例中，使用至少一個芯片作為用于一個或者多個其它集成電路芯片的支撐件。

這樣的組件的難點是可能缺乏隨時間的可靠性。實際上，支撐件6和插入體板4具有不同膨脹系數(shù)，后者一般由硅制成。因此，在加熱這一組件時，對互連網(wǎng)絡16的連接元件14施加橫向應力，因此這些元件以及將它們連接到支撐件和插入體板的焊接處有破裂并且變更連接的質量的風險。

希望提高現(xiàn)有三維結構的可靠性。

發(fā)明內容

一個實施例提供一種具有貫穿過孔的芯片，其中過孔由開口形成，開口具有由傳導材料涂覆的絕緣壁并且由容易可變形的絕緣材料填充，與另一芯片的連接元件布置于容易可變形的絕緣材料前面。

根據(jù)一個實施例，傳導材料是銅。

根據(jù)一個實施例，容易可變形絕緣材料是聚硅氧烷(polysiloxane)型聚合物。

根據(jù)一個實施例，連接元件是旨在于連接到凸塊的金屬焊盤或者區(qū)域。

根據(jù)一個實施例，連接元件是傳導材料的柱，諸如銅柱。

根據(jù)一個實施例，連接元件是傳導材料的柱(諸如銅柱)和/或旨在于連接到凸塊的金屬焊盤或者區(qū)域。

將結合附圖在具體實施例的下文非限制描述中具體討論前述和其它特征以及優(yōu)點。

附圖說明

先前描述的圖1是三維芯片組件的簡化截面圖；

圖2是穿過芯片的過孔的一個實施例的放大截面圖；并且

圖3是與上和下連接裝置關聯(lián)的穿過芯片的過孔的一個實施例的放大截面圖。

為了清楚，已經在不同附圖中用相同標號表示相同元件，并且另外如在集成電路表示中常見的那樣，各種附圖未按比例。

具體實施方式

可以觀察到形成三維組件，諸如圖1的組件的芯片中的至少一個芯片實質上包括貫穿過孔。將在考慮的芯片是硅插入體芯片，諸如圖1的板或者芯片4的情況下給出下文描述，但是應當注意下文可以適用于包括過孔的任何如下芯片，該芯片被插入于它被連接到的其它芯片之間。

圖2是圖1的芯片4的一部分的放大截面圖。在本例中考慮如下情況，在該情況下通過使用以下步驟序列來形成穿過這一芯片的過孔。

上芯片表面由其中形成金屬互連級(未示出)的絕緣層21涂覆，至少一個金屬化物23被布置于其中希望形成過孔的位置前面。

從芯片的下表面鉆出開口，如果它是高度地減薄的芯片，則它然后可能由附著到它的上表面的柄維持。鉆出這一開口直至金屬化物23。

在其中芯片4由傳導材料制成的情況(這是在其中這一芯片由硅制成的所選例子中的情況)下，開口壁被加襯有絕緣層25。

保形地沉積在一個優(yōu)選實施例中為銅的傳導材料27。以任何常規(guī)方式執(zhí)行這一銅沉積。在它之前一般沉積由Ti、TiN、Ta、TaN或者其它材料制成的鍵合層。

蝕刻銅沉積物的位于下表面上的部分28以界定它。

開口的其余部分由也覆蓋下芯片表面的材料29填充。