[發(fā)明專利]基于橫向二極管的TSV轉(zhuǎn)接板及其制備方法

有效

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• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN108063114B
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發(fā)明（設計）人: 張捷
• 申請（專利權(quán)）人: 臺州第五空間航空科技有限公司
• 主分類號: H01L21/762
• 分類號: H01L21/762;H01L21/768;H01L23/538;H01L27/02
• 代理公司: 33264 寧波高新區(qū)永創(chuàng)智誠專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 孫青松<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發(fā)明涉及一種基于橫向二極管的TSV轉(zhuǎn)接板及其制備方法，該方法包括：選取Si襯底；刻蝕所述Si襯底分別形成多個TSV和多個隔離溝槽；刻蝕所述Si襯底在所述隔離溝槽之間形成多個器件溝槽；填充所述隔離溝槽和所述TSV分別形成隔離區(qū)和TSV區(qū)；在所述器件溝槽制備橫向二極管；制備所述TSV區(qū)的第一端面與所述橫向二極管的銅互連線；在所述TSV區(qū)的第二端面制備銅凸點以完成所述TSV轉(zhuǎn)接板的制備。本發(fā)明提供的TSV轉(zhuǎn)接板通過在TSV轉(zhuǎn)接板上加工二極管作為ESD防護器件，解決了基于TSV工藝的集成電路系統(tǒng)級封裝抗靜電能力弱的問題，增強了集成電路系統(tǒng)級封裝的抗靜電能力。

技術領域

本發(fā)明屬半導體集成電路技術領域，特別涉及一種基于橫向二極管的TSV轉(zhuǎn)接板及其制備方法。

背景技術

半導體集成電路的目標之一是以較低的成本制造小型化、多功能的、大容量和/或高可靠性的半導體產(chǎn)品。半導體封裝技術在實現(xiàn)這樣的目標中發(fā)揮著重要的作用。隨著半導體裝置的集成度和存儲容量增大，已經(jīng)開發(fā)了用于堆疊單個芯片的三維(3D)封裝。例如，已經(jīng)采用了形成有穿透基底的通孔并在通孔中形成電極的硅通孔(Through-Silicon Via，簡稱TSV)接觸技術作為可代替現(xiàn)有的引線鍵合技術的一類3D封裝結(jié)構(gòu)。

TSV技術是3D集成電路中堆疊芯片實現(xiàn)互連的一種新的技術解決方案。由于TSV技術能夠使芯片在三維方向堆疊的密度最大、芯片之間的互連線最短、外形尺寸最小，可以有效地實現(xiàn)這種3D芯片層疊，制造出結(jié)構(gòu)更復雜、性能更強大、更具成本效率的芯片，成為了目前電子封裝技術中最引人注目的一種技術。

轉(zhuǎn)接板通常是指芯片與封裝基板之間的互連和引腳再分布的功能層。轉(zhuǎn)接板可以將密集的I/O引線進行再分布，實現(xiàn)多芯片的高密度互連，成為納米級集成電路與毫米級宏觀世界之間電信號連接最有效的手段之一。在利用轉(zhuǎn)接板實現(xiàn)多功能芯片集成時，不同芯片的抗靜電能力不同，在三維堆疊時抗靜電能力弱的芯片會影響到封裝后整個系統(tǒng)的抗靜電能力，因此如何提高基于TSV工藝的系統(tǒng)級封裝的抗靜電能力成為半導體行業(yè)亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了提高基于TSV工藝的系統(tǒng)級封裝的抗靜電能力，本發(fā)明提供了一種基于橫向二極管的TSV轉(zhuǎn)接板及其制備方法；本發(fā)明要解決的技術問題通過以下技術方案實現(xiàn)：

本發(fā)明的實施例提供了一種基于橫向二極管的TSV轉(zhuǎn)接板的制備方法，包括：

S101、選取Si襯底；

S102、刻蝕Si襯底分別形成TSV孔和隔離溝槽；

S103、刻蝕Si襯底在隔離溝槽之間形成器件溝槽；

S104、填充隔離溝槽和TSV分別形成隔離區(qū)和TSV區(qū)；

S105、在器件溝槽制備橫向二極管；

S106、在TSV區(qū)的第一端面與橫向二極管之間形成互連線；

S107、在TSV區(qū)的第二端面制備金屬凸點以完成TSV轉(zhuǎn)接板的制備。

在本發(fā)明的一個實施例中，S102包括：

S1021、利用光刻工藝，在Si襯底的上表面形成TSV和隔離溝槽的刻蝕圖形；

S1022、利用深度反應離子刻蝕法(Deep Reactive Ion Etching，簡稱DRIE)工藝，刻蝕Si襯底形成TSV和隔離溝槽；

其中，TSV和隔離溝槽的深度小于Si襯底的厚度。

在本發(fā)明的一個實施例中，S103包括：

S1031、利用光刻工藝，在隔離溝槽之間的Si襯底形成器件溝槽的刻蝕圖形；

S1032、利用干法刻蝕工藝，刻蝕Si襯底形成器件溝槽；