[發明專利]基于橫向二極管的TSV轉接板

有效

• 申請號: 201711351292.3
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN108122889B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 張捷
• 申請（專利權）人: 西安科銳盛創新科技有限公司
• 主分類號: H01L23/538
• 分類號: H01L23/538;H01L21/768;H01L27/02
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 李斌

本發明涉及一種基于橫向二極管的TSV轉接板，包括：Si襯底(101)；至少兩個TSV區(102)，設置于所述Si襯底(101)內；至少三個隔離區(103)，設置于所述Si襯底(101)內并位于每兩個所述TSV區(102)之間；橫向二極管(104)，設置于所述Si襯底(101)內并位于相鄰兩個所述隔離區(103)之間；互連線(105)，對所述TSV區(102)的第一端面和所述橫向二極管(104)進行串行連接。本發明提供的TSV轉接板通過在TSV轉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級封裝抗靜電能力弱的問題，增強了集成電路系統級封裝的抗靜電能力。

技術領域

本發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轉接板。

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品。半導體封裝技術在實現這樣的目標中發揮著重要的作用。隨著半導體裝置的集成度和存儲容量增大，已經開發了用于堆疊單個芯片的三維(3D)封裝。例如，已經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有的引線鍵合技術的一類3D封裝結構。

TSV技術是3D集成電路中堆疊芯片實現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，可以有效地實現這種3D芯片層疊，制造出結構更復雜、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。轉接板可以將密集的I/O引線進行再分布，實現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。在利用轉接板實現多功能芯片集成時，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的抗靜電能力，因此如何提高基于TSV工藝的系統級封裝的抗靜電能力成為半導體行業亟待解決的問題。

發明內容

為了提高基于TSV工藝的系統級封裝的抗靜電能力，本發明提供了一種基于橫向二極管的TSV轉接板；本發明要解決的技術問題通過以下技術方案實現：

本發明的實施例提供了一種基于橫向二極管的TSV轉接板，包括：

Si襯底101；

TSV區102，設置于Si襯底101內；

隔離區103，設置于Si襯底101內并位于TSV區102之間；

橫向二極管104，設置于Si襯底101內且位于隔離區103形成的橫向封閉區域內；

互連線105，對TSV區102的第一端面和橫向二極管104進行串行連接。

在本發明的一個實施例中，TSV區102內的材料為多晶硅，多晶硅的摻雜濃度為2×10²¹cm^-3，摻雜雜質為磷。

在本發明的一個實施例中，TSV區102和隔離區103均上下貫通Si襯底101。

在本發明的一個實施例中，隔離區103內的材料為SiO₂或未摻雜多晶硅。

在本發明的一個實施例中，TSV區102的第一端面和橫向二極管104與銅互連線105之間設置有鎢插塞。

在本發明的一個實施例中，TSV區102的第二端面上設置有鎢插塞和金屬凸點106。

在本發明的一個實施例中，金屬凸點106的材料為銅。

在本發明的一個實施例中，TSV轉接板還包括設置于Si襯底101的上表面和下表面的絕緣層。