[發明專利]硅通孔結構、封裝結構及其制造方法

有效

• 申請號: 202110240264.4
• 申請日: 2021-03-04
• 公開（公告）號: CN113035809B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 陳琳;朱寶;孫清清;張衛
• 申請（專利權）人: 復旦大學;上海集成電路制造創新中心有限公司
• 主分類號: H01L23/48
• 分類號: H01L23/48;H01L23/31;H01L21/48
• 代理公司: 上海恒銳佳知識產權代理事務所(普通合伙) 31286
• 代理人: 黃海霞

1.一種硅通孔結構,其特征在于，包括：

硅襯底，所述硅襯底設有通孔；

隔離介質，設于所述通孔的內側面和所述通孔之間，將所述通孔間隔分成若干安裝孔；

擴散阻擋層，設于所述安裝孔內，覆蓋所述隔離介質；

第一籽晶層，覆蓋所述擴散阻擋層；

導電層，覆蓋所述第一籽晶層，將所述安裝孔填充，且所述隔離介質、所述擴散阻擋層、所述第一籽晶層和所述導電層依次層疊將所述通孔填充；

所述隔離介質包括第一隔離介質和第二隔離介質，所述第一隔離介質設于所述硅襯底的上表面、所述通孔的內側面以及所述通孔之間，所述第二隔離介質設于所述硅襯底的下表面。

2.根據權利要求1所述的硅通孔結構，其特征在于：

還包括第一粘附層、上端籽晶層和第一金屬凸部；

所述第一粘附層間隔覆蓋所述安裝孔的一端顯露的所述擴散阻擋層、所述第一籽晶層和所述導電層；

所述上端籽晶層設于所述第一粘附層；

所述第一金屬凸部設于所述上端籽晶層。

3.根據權利要求2所述的硅通孔結構，其特征在于：

還包括第二粘附層、下端籽晶層和第二金屬凸部；

所述第二粘附層間隔覆蓋所述安裝孔的另一端顯露的所述擴散阻擋層、所述第一籽晶層和所述導電層；

所述下端籽晶層設于所述第二粘附層；

所述第二金屬凸部設于所述下端籽晶層。

4.一種包含上述權利要求1-3中任一項所述的硅通孔結構的封裝結構，其特征在于：

包括第一芯片和第二芯片，所述第一芯片設于第一金屬凸部，所述第二芯片設于第二金屬凸部。

5.一種用于制造如權利要求4所述的封裝結構的制造方法，其特征在于：

S01：提供硅襯底；

S02：在所述硅襯底上開設通孔，將隔離介質設于所述通孔的內側面和所述通孔之間，使所述通孔間隔分成若干安裝孔；

S03：將擴散阻擋層、第一籽晶層和導電層依次設于所述安裝孔內，并將所述安裝孔填充；

S04：設置第一芯片和第二芯片，所述第一芯片和所述第二芯片通過所述導電層導通。

6.根據權利要求5所述的封裝結構的制造方法，其特征在于：

所述步驟S02中，所述隔離介質包括第一隔離介質和第二隔離介質，預先采用金屬輔助刻蝕工藝形成間隔的凹槽，然后將所述第一隔離介質設于所述凹槽內和所述硅襯底的上表面。

7.根據權利要求6所述的封裝結構的制造方法，其特征在于：

所述步驟S03中，去除相鄰所述凹槽之間的所述硅襯底的部分硅材料和所述第一隔離介質形成所述安裝孔，在所述安裝孔內依次沉積設置所述擴散阻擋層、所述第一籽晶層和所述導電層，將所述安裝孔填充，然后去除所述第一隔離介質水平面上的所述擴散阻擋層、所述第一籽晶層和所述導電層。

8.根據權利要求7所述的封裝結構的制造方法，其特征在于：

在上端顯露的所述第一隔離介質、所述擴散阻擋層、所述第一籽晶層和所述導電層上設置第一粘附層；

然后在所述第一粘附層上依次設置所述上端籽晶層和所述第一金屬凸部；

最后去除所述第一隔離介質水平面上的部分所述第一粘附層和所述上端籽晶層，使所述第一粘附層、所述上端籽晶層和所述第一金屬凸部均間隔設置。

9.根據權利要求8所述的封裝結構的制造方法，其特征在于：

接著去除所述硅襯底的下表面，使所述安裝孔內的所述第一隔離介質、所述擴散阻擋層、所述第一籽晶層和所述導電層在所述硅襯底下端顯露；

然后將所述第二隔離介質設于所述硅襯底的下端，使所述擴散阻擋層與所述硅襯底分隔；

在顯露的所述擴散阻擋層、所述第一籽晶層和所述導電層下端設置第二粘附層，最后在所述第二粘附層上依次設置所述下端籽晶層和所述第二金屬凸部。

10.根據權利要求9所述的封裝結構的制造方法，其特征在于：

所述步驟S04中，將所述第一芯片設于所述第一金屬凸部，將所述第二芯片設于所述第二金屬凸部。